Как един програмист 3D-отпечатва крайната карта на Лондон с помощта на LIDAR данни

Националните правителства публикуват онлайн всички видове официални данни, но повечето хора не я използват. Програмистът от Сан Франциско Андрю Годуин не е повечето хора. Наскоро той намери начин да използва данните на британското правителство LIDAR, за да създаде мащабен модел на малка част от централния Лондон, града, в който е израснал.

LIDAR, или Light Detection и Ranging, е геодезична технология, която измерва разстоянието чрез използване на лазери и има приложения в създаването на карти, както и други научни чадъри като сеизмология и геология. Godwin получи идеята за своята карта, наречена „London Rising“, когато научи чрез Twitter, че Агенцията по околна среда на Обединеното кралство е започнала да пуска данни от LIDAR на пейзажа на Лондон. В търсене на новаторски начини за използване на 3D принтера, който бе закупил наскоро, Годуин разпозна, че може да превърне суровите данни в 3D карта с действително вертикално облекчение.

Той се сблъска с първата голяма пречка на проекта, когато започна да преобразува суровите LIDAR данни в печатния STL файл, който 3D принтерът можеше да прочете. Годуин разчиташе на някаква основна геометрия, за да преобразува облака от данни в 3D модел, но пречистването на назъбените й ръбове в по-плавен модел изискваше някои умения за извличане на характеристики, които не притежаваше Годуин. "Просто взех всички данни, осредних точките, за да направя по-ниска детайлност на височината, спуснах височината до интервали от 3 метра и приложих заглаждането на съседите за цялото нещо", пише Годуин в подробния си блог по проекта.

След като Годуин е създал своя 200-милиметров STL файл, той претърпява безброй часове опити и грешки, като променя различните настройки на 3D принтера, променя пластмасовия материал, който използва, топлината на дюзата и скоростта на потока на пластмасата. "Първите 20 плочки излязоха с различни дефекти или често сградите щяха да се превърнат в блоби или пластмасови струни ще бъдат оставени на модела", казва Годуин.Въпреки че първите версии, които Годуин е отпечатвал, са били струнни бъркотии, след всеки отпечатък имаше достатъчно доказателства, за да покаже, че е на прав път. Това чувство за прогрес го държеше.

В допълнение към фината настройка на 3D принтера за постигане на чиста плочка, отнема няколко часа, за да може принтерът да изпълни всеки печат. Това означава, че дори ако Годуин е направил незначителна промяна на температурата на дюзата или количеството пластмаса, което е изтласкано, той потенциално ще трябва да изчака четири часа, само за да види, че това специално усъвършенстване е било неуспешно. Изпробването на няколко различни варианта на настройки на принтера може потенциално да отнеме цял ден, поради което упоритостта (и между другото други неща, които трябва да направите) се превърна в критична част от процеса.

Въпреки че има достатъчно данни за LIDAR, които потенциално да избират целия Лондон, Godwin избра да пресъздаде специфичен дял от централен Лондон поради добре познатите си забележителности и малка концентрация на високи сгради, които биха добавили драматична височина на картата. Протягайки се по Темза от Хайд Парк на запад до стария апартамент на Годуин в Кралските Докове на изток, зоната, покрита от картата, изискваше от Godwin да отпечата 48 квадратни плочки 7,5 см от всяка страна, за да произведе готовата карта, която е приблизително 3 фута с един крак. С 48 плочки, които отнемаха от един до четири часа за печат, допълнени от часове технически трудности с 3D принтера, можете да започнете да разбирате вида посвещение, което е било необходимо, за да видите този проект.

След успешния успех на картата на Лондон, Godwin планира да приложи конвертирането на LIDAR данните в 3D карти на релефа в други градове по света. Може би новата му домашна база в Сан Франциско ще бъде предмет на следващия му опит, тъй като той вече е започнал да събира LIDAR данни от полуостров Сан Франциско от USGS. Картата на Лондон, която виси над бюрото му, служи като напомняне, че е възможно много с малко данни, 3D принтер и излишък от постоянство и търпение.