Trójwymiarowy model Poznania tworzony jest od 2018 r. w ramach Systemu Informacji Przestrzennej (SIP). System ten, prowadzony przez Zarząd Geodezji i Katastru Miejskiego GEOPOZ, optymalizuje wiele procesów zarządzania w stolicy Wielkopolski.
Model tworzony jest zgodnie ze standardem CityGml 2.0. Standard ten umożliwia gromadzenie i przechowywanie informacji o elementach przestrzeni w odpowiednich klasach obiektów, m.in.: Building, LandUse, Plantcover, Road, GenericCityObject, Bridge. Zgodnie z przyjętym standardem obiekty gromadzone w ramach modelu Poznania nie ograniczają się li tylko do modeli budynków 3d oraz numerycznego modelu terenu.
– Prowadzona przez nas baza danych obiektów trójwymiarowych jest uzupełnieniem bazy SIP o dodatkowy wymiar umożliwiający wykonywanie analiz oraz prezentację wyników w postaci obiektów 3d – mówi Michał Michałowski, kierownik Działu Rozwoju i Wdrożeń SIP w GEOPOZ-ie.
W ten sposób w bazie danych 3d znalazły się m.in.: modele pomników w Parku Cytadela, inwentaryzacja drzew i wybranych elementów małej architektury poznańskich parków, modele wizualizacji miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego miasta, dane analityczne w postaci modeli odpowiadających projektowanej wysokości zabudowy w miejscowych planach zagospodarowania i studium, rozkład statystyczny gęstości zaludnienia Poznania w siatkach 200- i 500-metrowych. To tylko niektóre z dostępnych warstw.
Najnowsze opracowania dotyczą publikacji mapy solarnej oraz informacji z czujników IOT.
Mapa potencjału solarnego Poznania
Analiza natężenia promieniowania słonecznego docierającego do poznańskich dachów została przeprowadzona za pomocą algorytmów umożliwiających automatyzację procesu. Podstawowe dane wejściowe do analizy stanowi numeryczny model pokrycia terenu uzyskany przy użyciu technologii skaningu laserowego (LiDAR). Na jego podstawie wygenerowano obraz rastrowy (siatkę pikseli) o rozdzielczości 1 metra. W algorytmie uwzględniono zmiany nasłonecznienia na dachach budynków wynikające z naturalnego ukształtowania terenu, jak również sąsiadującej roślinności i zabudowań. Bufor potencjalnego wpływu otoczenia na dach pojedynczego budynku został określony jako 200 metrów i w takim obszarze analizowano dane dla każdego z budynków. W kolejnym kroku obliczone wartości potencjału energetycznego zostały skorygowane o następujące parametry: ekspozycję połaci dachowej, kąt nachylenia dachu, powierzchnię dachu oraz minimalną wartość natężenia promieniowania słonecznego.
Mapa solarna udostępniona została w ramach modelu 3D Poznania funkcjonującego pod adresem: sip.poznan.pl. W portalu do informacji o budynku dodano dane analityczne związane z fotowoltaiką w podziale na obliczenia dla całej powierzchni dachu budynku oraz obliczenia z uwzględnieniem parametrów związanych z ekspozycją, kątem nachylenia połaci itp.
Warstwy analityczne dla całego miasta są dostępne w grupie fotowoltaika w postaci klasyfikacji potencjału dla całego budynku oraz klasyfikacji dla poszczególnych połaci dachowych. Klasyfikacja dla połaci dachowych zdecydowanie ułatwia użytkownikowi portalu analizę fragmentów dachu pod kątem efektywności montażu paneli fotowoltaicznych.
Przedstawiona analiza jest dostępna również w ramach usług WMS/WMTS z serwera mapowego Geoserver.
– Obecnie pracujemy nad porównaniem obliczeń algorytmu z rzeczywistymi danymi z inwestycji fotowoltaicznych – mówi Michał Michałowski. – Celem tych prac jest kontrola i optymalizacja algorytmu obliczeniowego: możliwe zmiany w parametrach obliczeniowych modelu oraz skrócenie czasu obliczeń – dodaje.
Prace prowadzone są wspólnie z Wydziałem Energetyki Politechniki Poznańskiej oraz Miejskim Energetykiem.
Czujniki IOT
Rosną wymagania użytkowników w stosunku do systemów prezentujących dane przestrzenne, w szczególności dotyczy to zjawisk o dużej zmienności w czasie. Podstawowym problemem, z którym każdy System Informacji Przestrzennej musi się zmierzyć, jest szybkość i wiarygodność danych prezentowanych w systemie. – Zmienia się zakres i liczba informacji o przestrzeni miejskiej, które zaczynamy pozyskiwać w nowy sposób. Wiele informacji uzyskujemy zautomatyzowaną metodą poprzez wykorzystanie odpowiednich czujników (dane pogodowe, zanieczyszczenie powietrza itp.) – mówi Michał Michałowski. – Biorąc powyższe pod uwagę, zdecydowaliśmy się na opracowanie metod umożliwiających wykorzystanie danych gromadzonych przez dowolne czujniki zlokalizowane na terenie miasta. Oczywiście dane gromadzone przez czujniki muszą być udostępniane w ramach otwartego API – dodaje.
GEOPOZ przygotował nową funkcjonalność przeglądarki 3D obsługującą dane z API czujników, wykorzystującą silnik FME. Stworzony algorytm odczytuje dynamiczne lub w określonym interwale czasowym dane pochodzące z różnych czujników znajdujących się na terenie miasta. Algorytm jest tak uniwersalny, że wraz z rozwojem sieci IoT w Poznaniu będzie możliwość prezentacji nowych danych.
Obecnie wykorzystujemy API dla deweloperów, w ramach którego Zarząd Transportu Miejskiego w Poznaniu przekazuje współrzędne lokalizacji autobusów i tramwajów. W ramach SIP-u algorytm pobiera informacje w interwale 15 sekund, co umożliwia użytkownikowi systemu śledzenie bieżącej pozycji pojazdu ZTM. Warstwa zawierająca lokalizację pojazdów jest udostępniona w portalu 3D oraz 2D. W ramach portalu 2D powstała osobna konfiguracja mapy z przebudowaną funkcjonalnością. – Skupiliśmy się tylko na niezbędnych elementach interfejsu, tak by korzystanie z tej konfiguracji było jak najłatwiejsze. Oprócz lokalizacji pokazujemy również dodatkowe informacje, np.: czy w pojeździe jest biletomat, czy jest miejsce dla rowerów, czy pojazd jest klimatyzowany – mówi Michał Michałowski.
Mapy dostępne są pod adresami: sip.poznan.pl (kafelek czujniki IOT) oraz https://sip.poznan.pl/sip/ol.
Kolejnym elementem systemu SIP prezentowanym „na bieżąco” z czujników IOT jest zestaw warstw obrazujących monitoring jakości powietrza. GEOPOZ bazuje na API przygotowanym przez ESA – Europejską Sieć Antysmogową, w ramach której na wybranych szkołach zamontowano czujniki badające powietrze pod kątem zawartości pyłu PM 10, PM2,5, benzenu, tlenku azotu itp. Na mapie prezentujemy lokalizację czujnika pomiarowego oraz dane o zawartości poszczególnych związków w powietrzu, jak również dane pogodowe (temperatura, wilgotność, ciśnienie). Przekroczenie przez określone związki wskaźników dopuszczalnych wpływa na kolor ikony prezentowanej na mapie.
W listopadzie 2020 r. zanotowaliśmy ponad 8000 pobrań modeli budynków z terenu miasta, w sumie liczba pobranych budynków przekroczyła 1 200 000 obiektów. Statystycznie każdy z budynków w Poznaniu był pobrany 10 razy.
– Na koniec chciałbym podziękować za przyznanie nam nagrody Skrzydła IT w Administracji w 2019 r. w kategorii e-Usługi dla obywatela za „Model 3D Miasta Poznania”. Takie wyróżnienie zobowiązuje. Stale dążymy do poszerzania danych przestrzennych o kolejne warstwy tematyczne. Dostępność i aktualność to priorytet – kończy Michał Michałowski.
Klasyfikacja potencjału solarnego dla budynków – im ciemniejszy kolor, tym lepsze warunki do instalacji fotowoltaiki.
Dzięki informacjom z czujnika ESA możliwy jest monitoring jakości powietrza w mieście.
Mapa potencjału solarnego Poznania jest wynikiem analizy ilości energii słonecznej docierającej w ciągu roku do połaci dachowych.
Więcej na:
WWW: sip.poznan.pl
Twitter: twitter.com/sippoznan
