Современный город представляет собой сложную многоуровневую структуру, состоящую из множества систем, взаимодействующих между собой и обеспечивающих функционирование города. Для управления городом, повышения качества, производительности и интерактивности городских служб, снижения расходов и потребления ресурсов внедряются цифровые информационно-коммуникационные технологии — создаются Цифровые двойники, лежащие в основе «Умного города».

Компания Сигма Метрикс с 2014 года занимается объектным 3D моделированием городских пространств — цифровыми двойниками. Наши программные средства позволяют автоматически строить точные геометрические модели всех отдельно стоящих зданий на территории и выполнять текстурирование поверхностей стен и крыш зданий в полностью автоматическом режиме.

Существенное отличие наших моделей в том, что каждое здание представляется отдельной геометрической моделью (объектом) с точной координатной привязкой и ориентацией в заданной местной системе координат. Каждая модель может иметь произвольное количество текстовых атрибутов (адрес, назначение здания, этажность, права владения, сервитуты, площадь и объем и пр.). Атрибуты могут читаться из внешних хранилищ данных или задаваться на месте. Модели можно удалять из сцены, перемещать и объединять, при этом операции могут проводиться как в локальной сети заказчика, так и в среде Интернет.

Все геометрические модели хранятся в стандартном формате текстового представления пространственных данных CityGML, разработанном и принятом Открытым геопространственным консорциумом (OGC). Сегодня это открытая платформа для построения информационно-аналитических систем для муниципального управления.

Существенно, что все модели «стоят» на реальном рельефе, что позволяет строить единую интеграционную платформу для разных геопространственных систем и сервисов. Это «живая» модель совокупности городских объектов, в т.ч. и в динамике, которая может учитывать существенные изменения, скажем, в застройке через интерфейсы с BIM моделями.

Области применения объектных 3D моделей

• Визуализация существующего ландшафта и сравнение с текущими / будущими проектами модернизации или реконструкции — для согласования действий нескольких подрядчиков, оптимизации процессов конструирования и строительства, контроля соответствия проектной документации.
• Проектирование инфраструктуры, маршрутов передвижения для перенаправления людских и транспортные потоков и минимизации неудобств для граждан.
• Автоматическое выявления геометрических изменений в объектах (площадь, этажность и пр.), произошедших после предыдущей съемки — для кадастрового учёта и налогообложения.
• Трехмерный кадастр.
• Определение энергозатрат для регулирования интенсивности отопления, продолжительности отопительного сезона в зависимости от КПД в разных зданиях, необходимости и стоимости модернизации отопительных сетей. Модель объединяет данные об объеме зданий, количестве этажей, типе здания и другие характеристики для прогнозирования потребности в энергии для отопления.
• Операционные модели инженерных сетей — визуализация потребности в ремонте, потенциально аварийно-опасных стыков и сочленений, показателей проводимости.
• Экологическое моделирование и предиктивный анализ — моделирование движения воздушных масс и загрязнений, карты шумового загрязнения.
• Визуализация объектов культурного наследия с атрибутами права собственности, состояния, оценки туристической привлекательности.
• Моделирование и прогнозирование движения толпы в местах большого скопления людей (площади, стадионы, торговые центры) для разработки процедур эвакуации в случае чрезвычайной ситуации.
• Анализ транспортных потоков для предотвращения заторов на основе информации о полосности, наличии светофоров, ограничение скорости на определенном сегменте дороги, участках постоянного скопления машин.
• Изучение покрытия сетей 3G / 4G, обеспечение реалистичной визуализации зон плохого покрытия и выделение областей, которые нуждаются в улучшении качества связи.
• Повышение доступности (мобильность населения), маршрутизация для людей с ограниченными возможностями. В отличие от обычных 2D-карт существует возможность отображать ландшафт, бордюры, лестницы, крутизну склона и включать информацию о наличии лифтов, оборудованных лестниц, специальных переходов, светофоров со звуковым сигналом, специальной разметки на дорогах и пр.