ENGENHARIA I CIVIL
I ENGENHARIA
Modelos 3D de cidades:
uma nova era na
engenharia urbana
PEDRO GUIDARA JUNIOR*
ARISTEU ZENSABURO NAKAMURA**
s visualizações e análises de
dados espaciais tridimensionais estão mais próximas do
nosso mundo real, compreendendo imagens e figuras
muito mais intuitivas e fotorrealísticas do
que a cartografia tradicional de mapas e
plantas 2D.
Os modelos 3D de cidades são produtos cartográficos especiais que representam feições 3D da superfície terrestre,
com ênfase nas edificações, transportes e
vegetação. As aplicações destes modelos
são inúmeras, a saber: planejamento urbano/uso do solo, projeto arquitetônico,
cadastro 3D, simulações ambientais e de
transportes, planejamento de redes de radiofrequência, construção civil, gestão de
instalações (FM), marketing imobiliário,
serviços baseados em localização, turismo
e lazer, defesa civil, resposta a emergências e recuperação de desastres, visualização da propagação do ruído (mapeamento
de ruído) e cálculos de enchente.
As figuras 1, 2, 3 mostram diferentes
modelos 3D de cidades.
CITYGML
O OGC (Open Geospatial Consortium)
especifica o CityGML que é um padrão
para representação, armazenamento e
intercâmbio de modelos 3D de cidades e
modelos de paisagem cuja implementação
passa pelo modelo conceitual de dados
UML de acordo com padrões ISO 191xx até
ser codificado em XML como um esquema de aplicação da Geographic Markup
Language 3.1.1. Os modelos CityGML são
dados vetoriais 3D, juntamente com a semântica associadas a estes dados.
Segundo OGC há cinco níveis de detalhe nos modelos 3D de cidades como vemos nas figuras 4, 5, 6, 7 e 8.
Figura 1 - São Paulo
(fonte: Google Earth)
CRIAÇÃO DE MODELO
3D DE CIDADES
A criação de modelos 3D de cidades é
realizada normalmente com ferramentas
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engenharia 606 / 2011
Figura 2 - Chemnitz, Alemanha
Figura 3 - Akron, Ohio
(fonte: www.virtualcitysystems.de/ virtualcitySYSTEMS GmbH)
www.brasilengenharia.com.br
Figura 4 - LOD0: Modelo digital do terreno
com imagem ou mapa sobreposto
www.brasilengenharia.com.br
Figura 5 - LOD1: Modelo de blocos que compreende
edifícios prismáticos sem estruturas de telhado
Figura 6 - LOD2: Modelo com estruturas de telhados
diferenciados e fachadas das edificações. Vegetação
também pode ser representada
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CRÔNICA
ENGENHARIA I CIVIL
Figura 7 - LOD3: Modelo
arquitetônico com estruturas
detalhadas de paredes telhados,
varandas, vãos e projeções.
Texturas de alta resolução
podem ser mapeadas para estas
estruturas. Além disto, objetos
de vegetação e transporte são
componentes deste modelo
Figura 8 - LOD4:
Modelo que
completa o modelo
LOD3, adicionando
estruturas interiores
aos objetos 3D
como salas, portas,
janelas, escadas e
mobília
Figura 9 - Seleção de um local para
desenvolvimento imobiliário
Figura 10 - Planta do local georreferenciada
incorporada ao modelo
Figura 11 - Cálculo de inundação com 7,5
cm de água
Figura 12 - Análise temática dos níveis
de emissão de CO2
Figura 13 - Navegação automotiva com
edificações em 3D
(fonte: TeleAtlas e GTA GeinformatiK GmbH)
Figura 14 - Macau, 3D Cities
(fonte: GTA Geoinformatik GmbH)
SIG (Sistemas de Informação Geográfica), observando condições de precisão em
função das visualizações e análise dos dados pretendidos.
As condições de precisão se referem:
(1) à base cartográfica utilizada, sendo
levadas em consideração a precisão horizontal (para ambiente urbano, normalmente escala 1:2000 ou 1:1000) e a precisão vertical (normalmente modelo digital
de terreno desenvolvido a partir de curvas
de nível de metro em metro ou de outros
métodos de aquisição de dados, como o
perfilamento a laser ou radar interferométrico); (2) ao grau de detalhamento das
fachadas dos prédios, telhados, janelas e
texturas; (3) à granularidade dos dados.
SIMULAÇÕES E ANÁLISES
Nas figuras 9, 10, 11 e 12 (fonte: figuras e textos extraídos em
http://usa.autodesk.com/adsk/ser vlet/
index?id=13111489&siteID=123112 do guia
landxplorer_2011_gettingstartedguide.pdf),
podemos ver quatro aplicações dos Modelos
3D de Cidades efetuadas no software Autodesk LandXplorer Studio Professional 2011.
A figura 13 apresenta navegação automotiva com edificação em 3D. A figura 14
apresenta visualização do potencial solar
nos telhados.
CONCLUSÕES
Várias cidades, como Berlim, Helsinki,
Macau e Quebec já possuem seus modelos
3D de Cidades com um nível de detalhamento bastante grande (figuras 15 e 16).
A grande quantidade de governos que
tem investido em modelos 3D de cidades,
com um grau cada vez maior de detalhamento e precisão indica a importância
desses modelos não só pela possibilidade
de se promover, por exemplo, o turismo
através de visitas realísticas às suas cidades pela internet, como pela importância
desses modelos para o gerenciamento das
cidades através das várias aplicações possíveis, especialmente na área de infraestrutura urbana.
* Pedro Guidara Junior é especialista em
engenharia de geoinformação, engenheiro
cartógrafo, mestre em Engenharia Informações Espaciais pela EPUSP e diretor da
Metalocation (www.metalocation.com.br)
Email: [email protected]
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Figura 15 - Berlim 3D – Berlim Business
Location Center
(fonte: http://www.businesslocationcenter.de/
de/3d-stadtmodell)
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Figura 16 - Macau – 3D Cities
(fonte: http://www.3dcities.com/)
** Aristeu Zensaburo Nakamura é engenheiro
civil do Departamento de Gestão do Patrimônio
Imobiliário - Prefeitura do Município de São Paulo
E-mail: [email protected]
www.brasilengenharia.com.br
Os três macacos
urante a infância, uma bronquite asmática
me impedia de brincar na rua. A alternativa
era ficar em casa e ver televisão ou folhear
revistas e jornais. Mas, aquelas figurinhas
miúdas, que chamavam de letras, eram um
empecilho: eu precisava decifrá-las!
Meu pai trabalhava em três períodos. Minha mãe tinha
todos os afazeres da casa. Meus irmãos tinham a escola e,
abençoados, podiam brincar na rua. Talvez por isso, não tinham muita paciência de ler para um pirralho analfabeto e
desdentado, ícone do subdesenvolvimento natural. Que saco!
Aos cinco anos de idade resolvi proclamar minha independência: “Quero ir à escola!”.
Meus pais disseram que ainda era muito cedo, pois a idade mínima para a escola pública era sete anos. Mas, diante
de minha postura irredutível, apelaram para a criatividade:
Recebi uma malinha e a Cartilha Sodré – que já haviam servido aos meus irmãos –, um caderno do MEC e um lápis, e
fui matriculado na “Escola do Seu Manoel”, com direito a
ditados, leituras e lições de casa. Meu pai “lecionava” enquanto almoçava!
De repente, as letras passaram a fazer sentido! Sopa de
letrinhas passou a ser meu prato preferido e nem bulas e embalagens escaparam de minha “fúria revolucionária”!
Às figuras, uniram-se os balões de texto,
que deram lugar às imagens, com textos de rodapé; que foram substituídos pelos textos, com figuras
em páginas intermediárias,
até que, finalmente, bastaram os textos: a imaginação já se tornara
mais poderosa do que
o traço dos ilustradores!
A alfabetização
liberta!
Assim, livre, os
jornais passaram a
fazer parte, indissolúvel, de minha
vida. Neles, eu lia o
que ouvia, no rádio,
e via, na televisão,
outros companheiros
inseparáveis.
A informação instrumenta!
Essas múltiplas fontes
de informação mostravam
ora coerência ora discrepância.
www.brasilengenharia.com.br
ADILSON LUIZ GONÇALVES
As diferenças geravam dúvida,
é engenheiro, mestre em educação,
desconfiança ou curiosidade,
escritor, compositor e professor
que estimulavam ao raciocínio;
universitário (Unisantos e Unisanta)
e as conclusões pessoais coE-mail: [email protected]
meçaram a moldar a arte final
desse processo.
A consciência não deixa escravizar! Ou, no mínimo, rejeita a escravidão!
Será por isso que só a quarta parte da população brasileira é plenamente alfabetizada?
Bem, frações pequenas não sugerem dramaticidade. Que
tal assim: três quartos dos brasileiros são analfabetos plenos
ou funcionais, ou seja, não entendem o que leem e mal sabem expressar suas ideias!
Isso não quer dizer, absolutamente, que 25% são expertos e 75% são tolos. Há uma enorme diferença entre ignorância e estupidez! Mas, de uma coisa não há dúvida: a
alfabetização, a informação e o senso crítico são os antídotos para a ignorância, e os principais instrumentos para o
desenvolvimento autônomo de um país!
Por isso a imprensa precisa ser livre!
A sociedade precisa do jornalismo investigativo, sério,
independente e responsável para alimentá-la de dados que
permitam análise e conclusão! Isso não deve ser cerceado, mas incentivado e assegurado pelas
instituições, que também devem promover e prover educação e cultura para
o povo!
Analfabetismo,
ignorância, segredo e censura são
elementos que lembram a
clássica figura dos três
macacos: “Não falo! Não
ouço! Não vejo!”.
Privados
desses
sentidos, não pensar
é uma consequência
quase inevitável! É
quando o povo, em
vez de macacos mudos, surdos e cegos,
vira cordeiro, sacrificado todos os dias no
sacrílego altar da violência e da corrupção
institucionalizadas!
A democracia nunca
existirá e ninguém jamais
poderá se arvorar democrata
enquanto promover, ignorar ou
aceitar essas circunstâncias!
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