วิธีการที่โปรแกรมเมอร์ 3D-Printed the Ultimate Map of London ใช้ LIDAR Data

รัฐบาลแห่งชาติเผยแพร่ข้อมูลทางการทุกประเภททางออนไลน์ แต่คนส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ประโยชน์จากมัน Andrew Godwin โปรแกรมเมอร์ที่ทำงานในซานฟรานซิสโกไม่ใช่คนส่วนใหญ่ เมื่อเร็ว ๆ นี้เขาพบวิธีที่จะใช้ข้อมูล LIDAR ของรัฐบาลอังกฤษเพื่อสร้างแบบจำลองขนาดเล็ก ๆ ของ Central London ซึ่งเป็นเมืองที่เขาเติบโตขึ้นมา

LIDAR หรือ Light Detection and Ranging เป็นเทคโนโลยีการสำรวจที่วัดระยะทางโดยใช้เลเซอร์และมีแอพพลิเคชั่นในการทำแผนที่รวมถึงร่มวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เช่นแผ่นดินไหวและธรณีวิทยา Godwin มีแนวคิดสำหรับแผนที่ของเขาที่ชื่อว่า“ London Rising” เมื่อเขาเรียนรู้ผ่าน Twitter ว่าหน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมของสหราชอาณาจักรเริ่มปล่อยข้อมูล LIDAR ของภูมิทัศน์ของลอนดอน ค้นหาวิธีการใหม่ ๆ ในการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เพิ่งซื้อมา Godwin สังเกตเห็นว่าเขาสามารถแปลงข้อมูลดิบให้เป็นแผนที่ 3 มิติด้วยแนวตั้งที่แท้จริง

เขาวิ่งเข้าไปในสิ่งกีดขวางที่สำคัญครั้งแรกของโครงการเมื่อเขาเริ่มแปลงข้อมูล LIDAR ดิบเป็นไฟล์ STL ที่พิมพ์ได้ซึ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติสามารถอ่านได้ Godwin พึ่งพาเรขาคณิตพื้นฐานบางอย่างในการแปลงคลาวด์ของจุดข้อมูลเป็นแบบจำลอง 3 มิติ แต่การปรับขอบที่ขรุขระให้เป็นแบบจำลองที่ราบรื่นนั้นต้องใช้ทักษะการดึงคุณสมบัติบางอย่างที่ Godwin ไม่มี “ ฉันเพิ่งเอาข้อมูลทั้งหมดมาเฉลี่ยคะแนนเพื่อสร้างความสูงที่ต่ำกว่ารายละเอียดจัดช่วงความสูงถึง 3 m และใช้การปรับให้เรียบตามเพื่อนบ้านทั้งหมด” Godwin เขียนลงในบล็อกโพสต์รายละเอียดเกี่ยวกับโครงการ

เมื่อ Godwin สร้างไฟล์ STL ขนาด 200 เมกะไบต์เขาต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงในการทดลองและข้อผิดพลาดในการปรับแต่งค่าต่างๆของเครื่องพิมพ์ 3D เปลี่ยนวัสดุพลาสติกที่เขาใช้ความร้อนของหัวฉีดและอัตราการไหลของพลาสติก “ กระเบื้อง 20 แผ่นแรกมีข้อบกพร่องต่าง ๆ หรือบ่อยครั้งที่อาคารจะเป็นหยดหรือพลาสติกที่เหลือจะอยู่ในรูปแบบ” Godwin กล่าวแม้ว่ารุ่นแรกที่พิมพ์ Godwin จะยุ่งเหยิง แต่ก็มีหลักฐานเพียงพอหลังจากการพิมพ์แต่ละครั้งเพื่อแนะนำให้เขาอยู่ในเส้นทางที่ถูกต้อง ความก้าวหน้านั้นทำให้เขาก้าวต่อไป

ด้านบนของการปรับแต่งเครื่องพิมพ์ 3D อย่างละเอียดเพื่อให้ได้กระเบื้องที่สะอาดมันใช้เวลาสองสามชั่วโมงในการพิมพ์แต่ละครั้ง นั่นหมายความว่าแม้ว่า Godwin จะทำการปรับแต่งเล็กน้อยในอุณหภูมิของหัวฉีดหรือปริมาณพลาสติกที่ถูกบีบออกมาเขาอาจต้องรอสี่ชั่วโมงเพื่อดูว่าการปรับแต่งนี้ล้มเหลว การลองใช้การตั้งค่าเครื่องพิมพ์ที่แตกต่างกันสองสามแบบอาจใช้เวลาทั้งวันซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการคงอยู่ (และการทำสิ่งอื่น ๆ ในระหว่างนี้) กลายเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการ

แม้ว่าจะมีข้อมูล LIDAR เพียงพอที่จะทำแผนที่ทั้งหมดในลอนดอน Godwin เลือกที่จะสร้างส่วนที่เฉพาะเจาะจงของ Central London เนื่องจากสถานที่สำคัญที่รู้จักกันดีที่มีอยู่และอาคารสูงที่มีความเข้มข้นเล็กน้อยซึ่งจะเพิ่มความสูงอย่างมากให้กับแผนที่ของเขา ทอดยาวไปตามแม่น้ำเทมส์จากสวนสาธารณะไฮด์ปาร์คทางตะวันตกไปยังอพาร์ตเมนต์เก่าของ Godwin ใน Royal Docks ในภาคตะวันออกพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยแผนที่จำเป็นต้องให้ Godwin พิมพ์ 48 ตารางกระเบื้อง 7.5 ซม. ในแต่ละด้านเพื่อสร้างแผนที่เสร็จซึ่งประมาณ 3 ฟุตหนึ่งฟุต ด้วยกระเบื้องจำนวน 48 แผ่นที่ใช้เวลาตั้งแต่หนึ่งถึงสี่ชั่วโมงในการพิมพ์ซึ่งประกอบไปด้วยปัญหาทางเทคนิคหลายชั่วโมงด้วยเครื่องพิมพ์ 3D คุณสามารถเริ่มเข้าใจถึงความทุ่มเทที่ต้องใช้ในการดูโครงการนี้

หลังจากประสบความสำเร็จเป็นอย่างดีในแผนที่ลอนดอน Godwin วางแผนที่จะใช้การแปลงข้อมูล LIDAR ของเขาเป็นแผนที่โล่งอก 3 มิติไปยังเมืองอื่น ๆ ทั่วโลก บางทีฐานบ้านใหม่ของเขาที่ซานฟรานซิสโกอาจเป็นเรื่องของความพยายามครั้งต่อไปของเขาเนื่องจากเขาเริ่มรวบรวมข้อมูล LIDAR ของคาบสมุทรซานฟรานซิสโกจาก USGS แล้ว แผนที่ลอนดอนที่แขวนอยู่เหนือโต๊ะทำงานเป็นเครื่องเตือนใจว่ามีข้อมูลจำนวนมากเครื่องพิมพ์ 3 มิติและความเพียรและความอดทน