Hoe een programmeur de ultieme kaart van Londen 3D-afgedrukt met behulp van LIDAR-gegevens

Nationale overheden publiceren allerlei officiële gegevens online, maar de meeste mensen maken er geen gebruik van. De in San Francisco gevestigde programmeur Andrew Godwin is niet de meeste mensen. Onlangs vond hij een manier om de LIDAR-gegevens van de Britse overheid te gebruiken om een ​​schaalmodel te maken van een klein deel van Centraal-Londen, de stad waar hij opgroeide.

LIDAR, of Light Detection and Ranging, is een landmeetkundige technologie die afstand meet met behulp van lasers en heeft toepassingen in het maken van kaarten, evenals andere wetenschappelijke paraplu's zoals seismologie en geologie. Godwin kreeg het idee voor zijn kaart genaamd "London Rising" toen hij via Twitter vernam dat het UK Environment Agency was begonnen met het vrijgeven van LIDAR-gegevens van het Londense landschap. Op zoek naar innovatieve manieren om de onlangs door hem gekochte 3D-printer te gebruiken, zag Godwin dat hij de onbewerkte gegevens kon omzetten in een 3D-kaart met daadwerkelijk verticaal reliëf.

Hij liep tegen het eerste grote obstakel van het project aan toen hij begon met het omzetten van de onbewerkte LIDAR-gegevens in een afdrukbaar STL-bestand dat de 3D-printer kon lezen. Godwin vertrouwde op een elementaire geometrie om de wolk van gegevenspunten om te zetten in een 3D-model, maar het verfraaien van de gekartelde randen in een gladder model vereiste enige eigenschapsextractievaardigheden die Godwin niet bezit. "Ik nam gewoon alle gegevens, gemiddelde punten om een ​​gedetailleerdere hoogtekaart te maken, sneed de hoogten op tot 3m-intervallen en paste het op de buren gebaseerde vloeiend maken toe op het hele ding", schrijft Godwin in zijn gedetailleerde blogpost over het project.

Nadat Godwin zijn 200 MB STL-bestand had gemaakt, doorstond hij ontelbare uren van vallen en opstaan ​​terwijl hij verschillende instellingen op de 3D-printer aanpaste, het plastic materiaal dat hij gebruikte, de hitte van het mondstuk en de stroomsnelheid van het plastic veranderde. "De eerste 20 tegels kwamen uit met verschillende gebreken of de gebouwen zouden vaak blobby zijn of er zouden plastic snoeren op het model achterblijven", zegt Godwin. Hoewel de eerste versies die Godwin drukte draderige rommel waren, was er na elke afdruk genoeg bewijs om te suggereren dat hij op de goede weg was. Dat gevoel van vooruitgang hield hem bezig.

Naast het afstemmen van de 3D-printer op een schone tegel, duurt het enkele uren voordat de printer elke afdruk uitvoert. Dat betekent dat zelfs als Godwin een kleine verandering in de temperatuur van het mondstuk zou maken of de hoeveelheid plastic die eruit zou worden geperst, hij mogelijk vier uur zou moeten wachten om te zien dat deze specifieke verfijning was mislukt. Het uitproberen van een paar verschillende variaties van printerinstellingen kan mogelijk een hele dag in beslag nemen, vandaar dat persistentie (en in de tussentijd nog andere dingen moeten doen) een cruciaal onderdeel van het proces werd.

Hoewel er voldoende LIDAR-gegevens zijn om heel Londen in kaart te brengen, koos Godwin ervoor om een ​​specifiek deel van het centrum van Londen te recreëren vanwege de bekende herkenningspunten en een kleine concentratie hoge gebouwen die een dramatische hoogte aan zijn kaart zou geven. Hij strekte zich uit langs de Theems van Hyde Park in het westen tot Godwin's oude appartement in de Royal Docks in het oosten. Het gebied dat door de kaart wordt bedekt, vereiste dat Godwin 48 vierkante tegels 7,5 cm aan beide zijden afdrukte om de voltooide kaart te produceren, die ongeveer 3 is. voeten bij één voet. Met 48 tegels die een tot vier uur in beslag namen om te printen, wat nog gecompliceerder werd door technische problemen met de 3D-printer, kun je beginnen met het begrijpen van de toewijding die nodig was om dit project te doorlopen.

Na het welverdiende succes van de kaart van Londen, is Godwin van plan om zijn omzetting van LIDAR-gegevens in 3D-reliëfkaarten toe te passen op andere steden over de hele wereld. Misschien is zijn nieuwe thuisbasis San Francisco het onderwerp van zijn volgende poging, aangezien hij al begonnen is met het verzamelen van LIDAR-gegevens van het schiereiland San Francisco van de USGS. De kaart van Londen die boven zijn bureau hangt, herinnert eraan dat er veel mogelijk is met een klein beetje gegevens, een 3D-printer en een teveel aan doorzettingsvermogen en geduld.