Pirms diviem gadiem ikviens interesents Pētera baznīcā pāris nedēļas varēja aplūkot Rīgas pilsētas centrālās daļas 3D modeli, kurā ēkas bija atveidotas no miniatūriem koka klucīšiem, bet par ūdensceļiem un ielām kalpoja caurspīdīga plastmasa. Taču reti kurš būs dzirdējis par faktu, ka Rīgas dome bija sākusi darbu arī pie pilsētas digitālā 3dimensionālā modeļa izstrādes. Tāpat kā daudziem citiem projektiem, arī šim patlaban daudzpunktu (cerams, ne punktu) pielikusi dižķibele, taču, cik tālu Rīgas pilsēta šajā ziņā tikusi, kāpēc šāds 3D modelis vispār būtu vajadzīgs, kā šādi modeļi top un kāda ir pasaules pieredze 3D pilsētu modeļu radīšanā? Par to – šajā rakstā.

Kas ir pilsētas digitālais 3D modelis?
Trīsdimensionālie pilsētu modeļi, dēvēti arī par „virtuālajām”, „digitālajām”  vai „kiberpilsētām”, pamatā ir datorizēti pilsētu modeļi, kas iekļauj ēku un citu infrastruktūras objektu, zemes virsmas reljefa, koku un citu svarīgāko objektu grafisku reprezentāciju 3 dimensijās, pa kuru var pārvietoties kā virtuālā vidē – dažādos augstumos, visos virzienos utt. Šie modeļi ir kas vairāk kā rotaļlieta virtuālu izklaižu cienītājiem – tiem ir būtiska nozīme modernajos pilsētu plānošanas procesos. Mūsdienās 3D modeļiem var pievienot daudzveidīgu un izsmalcinātu ĢIS informāciju, un tie pilda visdažādākās funkcijas. Viens no primārajiem virtuālo pilsētu izmantošanas veidiem ir jaunu apbūves projektu simulācijas, kas ļauj iecerētās jaunās ēkas aplūkot pilsētvidē pirms to realizācijas no visiem iespējamajiem skatu punktiem – atšķirībā no atsevišķajām projektu vizualizācijām, kas parāda tās tikai no dažām pozīcijām. Cita būtiska 3D modeļu funkcija pēdējā laikā ir civilās drošības jautājumi – dažādu iespējamo dabas katastrofu menedžmenta plānošana. Vairākās vietās (īpaši Vācijā) virtuālie 3D modeļi tiek izmantoti pilsētu trokšņu līmeņu kartēšanai – tie noder trokšņu līmeņu aprēķināšanai, jo šajos aprēķinos viens no galvenajiem faktoriem ir ēku vai skaņas barjeru sienas. Protams, digitālie 3D modeļi noder arī tūrisma promocijā vai citās publicitātes kampaņās, jo ar to palīdzību var elementāri radīt virtuālu „pastaigu” vai „pārlidojumu” pa kādu pilsētas maršrutu. Arvien biežāk 3dimensionālajos pilsētu modeļos uztur un atjauno arī kadastrālo informāciju. Kopumā informācijas pievienošanas un virtuālo 3D modeļu izmantošanas iespējas un vajadzības mūsdienās strauji pieaug visdažādākajās sfērās un ir gandrīz neierobežotas.

Nedaudz vēstures
Digitālo 3D pilsētu modeļu vēsture sākās jau 90. gados. Viens no pirmajiem nopietnajiem 3D pilsētu modeļu paraugiem bija 1997. gadā Lielbritānijā, Bātas universitātē radītais Bātas pilsētiņas modelis (sk. 3. attēlu). Jau pēc pāris gadiem, 2000. gadā veiktā pētījumā bija secināts, ka pasaulē ir aptuveni 60 liela mēroga 3D pilsētu modeļu, no kuriem par vislabāk attīstītajiem tobrīd tika atzīti Ņujorkas un Tokijas modeļi. Attīstoties tehnoloģijām, cilvēce ātri aptvēra 3D pilsētu modeļu potenciālu un ar to radīšanu sāka nodarboties oficiālās pārvaldes institūcijas, pilsētu domes. Viens no slavenākajiem 3D pilsētu modeļiem Eiropā ir Berlīnes pilsētas oficiālais 3D modelis, kuru Berlīnes dome attīstīja laikā no 2003. līdz 2005. gadam. Iniciatīva nāca no domes Ekonomikas un Urbānās attīstības departamentiem un ideja bija radīt jaunu platformu daudzveidīgai, integrētai un allaž aktualizējamai ģeotelpiskajai informācijai. Berlīne kļuva par pirmo Vācijas pilsētu, kuras 3D modelis kļuva publiski pieejams internetā – tas ticis integrēts Google Earth programmā. Ikviens interesents var lejupielādēt modeļa kmz failu šeit (protams, jārēķinās ar pietiekamu prasīgumu attiecībā pret interneta ātrumu un datora procesora un atmiņas jaudu). Tāpat pieejams ir arī Drēzdenes 3D modelis, ar programmu Terra Explorer savukārt iespējams aplūkot, piemēram, Adelaidas biznesa rajona un Glāzgovas centra modeļus u.c. Šķiet, ka pilsētu 3D modelēšana īpaši attīstījusies tieši Vācijā (tam par iemeslu daļēji ir jau minētā trokšņu kartēšana, ko Vācijas pilsētām likumdošana uzliek par obligātu), daudz modelētas arī Austrālijas un Okeānijas pilsētas. Savukārt, piemēram, Parīzes vai Londonas oficiālo 3D modeli internetā pagaidām nevar atrast.

Digitālo 3D modeļu konstruēšana

Mūsdienās 3D modeļi tiek veidoti, izmantojot galvenokārt lāzerskenēšanu un aerofotogrāfēšanu (sākotnēji fotogrāfijām papildus tika izmantotas topogrāfiskās kartes). Minētajā Berlīnes modeļa gadījumā tika uzņemtas vairāk nekā 500 000 ēku aerofotogrāfijas pilsētas 890 km2 plašajā teritorijā, savukārt to jumti tika skenēti un mērīti, izmantojot lāzertehnoloģiju. Berlīnes 3D modelī vairākas ēkas ir izpētītas padziļināti, un piecas no tām – Centrālo dzelzceļa staciju, Reihstāgu, Olimpisko stadionu, DZ bankas ēku un Sony centru – ir iespējams aplūkot pat no iekšpuses. Mūsdienīgākā metode 3D modeļu veidošanā ir LIDAR lāzerskenēšana. Ar tās palīdzību (atsevišķi vai kombinējot ar aerofotogrāfijām) tiek iegūti 2dimensionālie ēku „nospiedumi”, un pēc tam, izmantojot fotogrammetriju, no stereo-aerofotogrāfijām ar īpašu programmu palīdzību pusautomātiskā veidā tiek radīts pilsētas 3dimensionālais modelis. Sīkāk par šo procesu iespējams lasīt šeit.

Rīgas digitālā  3D modeļa projekts
Kā informēja Rīgas domes Attīstības departamenta Pilsētvides plānošanas nodaļas galvenais projektu vadītājs un par 3D modeļa izstrādi galvenais atbildīgais Andris Ločmanis, Rīga iecerējusi izmantot virtuālo 3D modeli gan tradicionālākajā veidā – skatu koridoru izpētē un apbūves priekšlikumu vizualizācijā un izvērtēšanā, gan arī cīņā ar kādu Rīgai specifiskāku problēmu – applūstošo teritoriju noteikšanā, kā arī pretplūdu pasākumu efektivitātes modelēšanā. Projekts tika uzsākts un 2007. gada rudenī tika izsludināts iepirkuma konkurss, kurā pat pieteicās septiņi uzņēmumi, taču Iepirkuma komisija konkursu apturēja, jo „departaments bija spiests konstatēt, ka sastādot darba uzdevumu bijusi nepietiekama situācijas izpēte. Konsultējoties gan ar pašmāju, gan ārzemju ekspertiem, konstatēts, ka viens no ātrākajiem un efektīvākajiem datu iegūšanas veidiem būtu LIDAR datu iegūšana ar zemes lāzerskanēšanas metodi”. Vienkārši sakot – sākotnēji bija paredzēts datus vākt ar pārāk vecmodīgām metodēm, līdz atklājās, ka ir arī modernākas. Savukārt patlaban projektam ir, varētu teikt, „dzeltenā gaisma” gaidīšanas režīmā – līdz finansējuma piešķiršanai. Tiesa gan, kad šis finansējums varētu tikt piešķirts, patlaban nav paredzams. Arī par jau izlietotajiem līdzekļiem projekta virzībai un to, cik būtu nepieciešami tā realizēšanai, Rīgas dome klusē. Skaidrs, ka 3D modeļa radīšana lielai pilsētai nav lēts prieks, un tiek pat uzskatīts, ka tikai pašas bagātākās pilsētas spēj 3D modeli radīt tikai par saviem līdzekļiem,  pārējām izeja varētu būt kooperācija gan ar citām institūcijām, gan privātiem uzņēmumiem. Piemēram, Adelaidas 3D modeļa veidošanā piedalījusies teju vai vesela armija – Adelaidas pašvaldība, federālā valdība, Adelaidas universitāte, trīs valdības departamenti un četras privātās kompānijas. Tādā gadījumā modeli, protams, vajadzētu publiskot, taču interesanti, ka tas Rīgas 3D modeļa projektā nemaz nav iecerēts kā prioritāte. Kā informē A. Ločmanis, „pamatā dati tiks izmantoti profesionālajā vidē arhitektiem, pilsētplānotājiem, vides pētniekiem” un tikai „nākotnē tiek izskatīta iespēja daļēji vai pilnībā publiskot datus caur Google Earth vai kādu citu risinājumu”. Nobeigumā novēlot Rīgas pilsētas 3D modeļa projektam sagaidīt labākus laikus un atsākt virzību uz priekšu, jānovēl tomēr arī paredzēt šo modeli noteikti publiskot un padarīt pieejamu ikvienam interesentam, nevis tikai šauram izredzēto speciālistu lokam.

Informācijas avoti:
http://www.fig.net/pub/fig_2003/TS_10/TS10_1_Petzold.pdf
http://www.citygml.org/fileadmin/citygml/docs/udms_berlin3d_2006.pdf
http://www.gisdevelopment.net/application/urban/products/mi08_223.htm
http://www.hitl.washington.edu/people/bdc/virtualcities.pdf

http://www.3d-stadtmodell-berlin.de/3d/en/B/seite0.jsp
http://www.hpi.uni-potsdam.de/doellner/projects/berlin3d.html
http://www.gisca.adelaide.edu.au/projects/am.html
http://www.tvnet.lv/zinas/latvija/220835