3D-kaupunkimallinnuksen automatisointi CityEnginellä

Abstract

Viime vuosina kolmiulotteinen kaupunkimallinnus on yleistynyt Suomen kunnissa ja kau-pungeissa, mutta vielä on pitkä matka, jotta kaikkialla Suomessa kaupunkimalli olisi yleinen standardi. Opinnäytetyö on tehty Vantaan kaupungille. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on selvittää, kuinka CityEngine sopii Vantaan kaupungin käyttöön ja pystyykö sillä luomaan prosessin, jolla 3D-mallin päivitystä voitaisiin automatisoida.

Teoriaosuudessa opinnäytetyö käsittelee ensin kaupunkimallinnusta sen juurilta tähän päivään, minkä jälkeen kerrotaan, mikä on kaupunkimallinnuksen nykytila. Seuraavassa osiossa käsitellään tarkkuustasoja, mitä ne ovat ja kuinka ne määrittyvät. Tämän lisäksi teoriaosuudessa perehdytään projektissa käytettyihin ohjelmistoihin ja tiedostomuotoihin.

Työn aluksi perehdytään FME-työtilaan ja Shapefile-tiedoston luomiseen, sekä CityEngine-ohjelmistoon. Tämän jälkeen tutustutaan CityEnginen mallinnusmenetelmiin ja sääntöpohjaiseen mallintamiseen eli CGA-kieleen. Työn edetessä tutustutaan ArcGIS Pro -ohjelmaan, jonne mallit viedään, kun ne ovat valmiita testattavaksi. Kun mallinnusprosessi on kunnossa, niin aloitetaan tutkimaan automatisointi prosessia ja sen menetelmiä. CityEngineen on luotu Python-ohjelmointia varten ominaisuuksia, jolla pystyy ohjelmoimaan ja testaamaan Python-koodia. Lopputuloksena on LOD1-tason malleja, jotka on luotu Esri File GeoDataBase-muotoon ja viety ArcGIS Pro -tuotantoympäristöön.

In recent years, three-dimensional urban modeling has become more common in Finnish municipalities and cities, although the practice has yet to become a national standard. The purpose of this thesis was to find out if CityEngine would be suitable for the use of the City of Vantaa and whether it could create a process in which the 3D model update could be automated. The first theoretical part dealt with urban modeling from its roots to the present day, after which the current state of urban modeling was explained. The next section discussed the levels of accuracy; what they were and how they were defined. In addition, the theoretical part introduced the software and file formats used in the project. The work began with an introduction to the FME workspace and the creation of Shapefile, as well as the City Engine software. This was followed by an introduction to CityEngine's modeling methods and rulebased modeling utilizing the CGA language. As the work progressed, the thesis introduced ArcGIS Pro where the models were taken when they were ready. After that the thesis researched the automation process and its methods, as CityEngine had features for Python programming that were used to program and test Python code. The results were LOD1-level templates created in the Esri File GeoDataBase format and exported to the ArcGIS Pro tutorial environment.