Publicação

3D Point Clouds in Urban Planning: Developing and Releasing High-end Methodologies based on LiDAR and UAV Data for the Extraction of Building Parameters

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Os dados geográficos têm um papel determinante na formalização do plano urbano, enquanto instrumento de planeamento e documento normativo que define juridicamente as obrigações públicas e vincula os particulares, num determinado período temporal, no que respeita a disciplina urbanística de uma cidade ou de um aglomerado urbano, estabelecendo regras de uso e de ocupação do solo. O plano está associado a um processo, designado processo de planeamento; processo esse que e constituído por um conjunto de fases, dinâmicas e adaptativas, que se iniciam na sua elaboração e terminam na avaliação dos desvios entre o determinado no documento inicial e as metas e objectivos efectivamente atingidos. O plano, o processo e a praxis do planeamento exigem dados geográficos actualizados a cada instante, quer para as acções de monitorização quer para os momentos de avaliação. Um dos aspectos cruciais do plano e a quantificação da volumetria do espaço edificado existente. Outro aspecto, também fundamental, é o da gestão dessa volumetria; quer da volumetria existente quer da volumetria adicional. O tema da volumetria dos espaços edificados tem constituído, aliás, um dos temas mais sensíveis quando se trata da densificação do espaço urbano existente ou do desenho de novos espaços urbanos de expansão. Considerando o quadro teórico apresentado, o tema central da tese trata da modelação de nuvens de pontos 3D obtidas por tecnologia LiDAR e por UAV, para as aplicações na elaboração do plano e no processo de planeamento urbano, designadamente quantificação dos parâmetros urbanísticos altura da fachada e volume dos edifícios.A exploração do tema central da tese suporta-se em dois níveis: o nível da operacionalização e o nível da usabilidade. O nível da operacionalizão concretiza dois objectivos: i) demonstração da relevância e da pertinência da extracção, medição e geovisualização 3D dos parâmetros urbanísticos baseadas na experimentação e implementação de técnicas de geoprocessamento; ii) demonstração da pertinência dos parâmetros urbanísticos extraídos considerando distintas morfologias urbanas. Para o nível da usabilidade de nem-se igualmente dois objectivos: i) demonstração da usabilidade dos parâmetros urbanísticos extraídos avaliando o erro associado a extracção; ii) demonstração da usabilidade dos parâmetros urbanísticos extraídos para planeamento, em particular para o mapeamento dasimétrico de alta precisão. Da investigação decorre uma solução metodol ogica. A solução metodológica nomeada 3D Extraction Building Parameters (3DEBP) destina-se a extracção da área, da altura da fachada e do volume dos edifícios a partir de nuvens de pontos 3D. Esta solução foi criada tendo por base um conjunto de ferramentas FOSS: PostgreSQL/PostGIS, QGIS, GRASS e R-stats. Foram realizados testes em duas áreas urbanas com morfologias distintas: Praia de Faro (morfologia irregular) e Amadora (morfologia regular). O teste sobre a área urbana da Praia de Faro utilizou uma nuvem de pontos LiDAR e uma outra extra da de levantamento realizado por UAV. O teste sobre um quarteirão urbano de Amadora foi realizado apenas sobre nuvem de pontos UAV. Os testes revelaram que a qualidade da informação extra da e dependente da morfologia urbana. Nas conclusões discute-se a medição 3D com base em dados obtidos por tecnologia LiDAR e UAV, questiona-se a implementação de soluções FOSS para diferentes fases do processo de planeamento e defende-se a introdução intensiva da modelação 3D no plano urbano do futuro.
Autores principais:	Rebelo, Carla Cristina Roque
Assunto:	Plano Urbano Urban Plan Nuvem de Pontos 3D 3D Modelling Modelação de Dados 3D 3D Point Cloud Altura Edifício Building Height Volume 3DEBP FOSS
Ano:	2016
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade Nova de Lisboa
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório Institucional da UNL

Descrição
Resumo:	Os dados geográficos têm um papel determinante na formalização do plano urbano, enquanto instrumento de planeamento e documento normativo que define juridicamente as obrigações públicas e vincula os particulares, num determinado período temporal, no que respeita a disciplina urbanística de uma cidade ou de um aglomerado urbano, estabelecendo regras de uso e de ocupação do solo. O plano está associado a um processo, designado processo de planeamento; processo esse que e constituído por um conjunto de fases, dinâmicas e adaptativas, que se iniciam na sua elaboração e terminam na avaliação dos desvios entre o determinado no documento inicial e as metas e objectivos efectivamente atingidos. O plano, o processo e a praxis do planeamento exigem dados geográficos actualizados a cada instante, quer para as acções de monitorização quer para os momentos de avaliação. Um dos aspectos cruciais do plano e a quantificação da volumetria do espaço edificado existente. Outro aspecto, também fundamental, é o da gestão dessa volumetria; quer da volumetria existente quer da volumetria adicional. O tema da volumetria dos espaços edificados tem constituído, aliás, um dos temas mais sensíveis quando se trata da densificação do espaço urbano existente ou do desenho de novos espaços urbanos de expansão. Considerando o quadro teórico apresentado, o tema central da tese trata da modelação de nuvens de pontos 3D obtidas por tecnologia LiDAR e por UAV, para as aplicações na elaboração do plano e no processo de planeamento urbano, designadamente quantificação dos parâmetros urbanísticos altura da fachada e volume dos edifícios.A exploração do tema central da tese suporta-se em dois níveis: o nível da operacionalização e o nível da usabilidade. O nível da operacionalizão concretiza dois objectivos: i) demonstração da relevância e da pertinência da extracção, medição e geovisualização 3D dos parâmetros urbanísticos baseadas na experimentação e implementação de técnicas de geoprocessamento; ii) demonstração da pertinência dos parâmetros urbanísticos extraídos considerando distintas morfologias urbanas. Para o nível da usabilidade de nem-se igualmente dois objectivos: i) demonstração da usabilidade dos parâmetros urbanísticos extraídos avaliando o erro associado a extracção; ii) demonstração da usabilidade dos parâmetros urbanísticos extraídos para planeamento, em particular para o mapeamento dasimétrico de alta precisão. Da investigação decorre uma solução metodol ogica. A solução metodológica nomeada 3D Extraction Building Parameters (3DEBP) destina-se a extracção da área, da altura da fachada e do volume dos edifícios a partir de nuvens de pontos 3D. Esta solução foi criada tendo por base um conjunto de ferramentas FOSS: PostgreSQL/PostGIS, QGIS, GRASS e R-stats. Foram realizados testes em duas áreas urbanas com morfologias distintas: Praia de Faro (morfologia irregular) e Amadora (morfologia regular). O teste sobre a área urbana da Praia de Faro utilizou uma nuvem de pontos LiDAR e uma outra extra da de levantamento realizado por UAV. O teste sobre um quarteirão urbano de Amadora foi realizado apenas sobre nuvem de pontos UAV. Os testes revelaram que a qualidade da informação extra da e dependente da morfologia urbana. Nas conclusões discute-se a medição 3D com base em dados obtidos por tecnologia LiDAR e UAV, questiona-se a implementação de soluções FOSS para diferentes fases do processo de planeamento e defende-se a introdução intensiva da modelação 3D no plano urbano do futuro.