Emerging near-consumer-level technologies for 3D geomatics

Digitaaliset järjestelmät ja internet ovat muuttaneet käyttäjän suhdetta paikkatietoon tehden siitä aiempaa vuorovaikutteisemman: käyttäjät voivat sekä hyödyntää olemassa olevia paikkatieto-aineistoja, että tuottaa uutta tietoa ympäristöstään. Lisäksi tekninen kehitys on nostanut virtuaali-ympäristöjen yksityiskohtatasoa, mahdollistanut niiden jakelun internet-selaimen kautta ja lisännyt kuluttajalaitteiden kapasiteettia 3D-kartoituksessa. Tässä väitöstyössä tutkittiin kuluttajan lähellä olevien teknologioiden käyttöä 3D geomatiikassa. Hypoteesina oli, että kehittämällä sopivia prosessointimenetelmiä ja työnpolkuja nämä teknologiat olisivat hyödynnettävissä. Tutkitut teknologiat sisälsivät syvyyskamerapohjaisen 3D kartoituksen sekä kaupallisella sisätilakartoitusjärjestelmällä (Matterport) että älypuhelimeen integroidulla syvyyskameralla (Lenovo Phab2ProAR), 3D tulostuksen FDM-teknologiaa hyödyntäen (Ultimaker Kit BETA) ja pelimoottorin (Unity 5) sekä virtuaalimaailmojen (Meshmoon Rocket & Webrocket) käytön selainpohjaisten 3D-sovellusten kehittämiseksi. Olemassa olevien paikkatietoaineistojen hyödyntämiseksi kehitettiin menetelmä, jolla niiden pohjalta voidaan tuottaa virtuaalisia ympäristöjä säilyttäen alkuperäiset objektitiedot. 3D sisätilakartoitusta käytettiin pelimoottorisisällön tuotantoon, kiinnittäen huomioita tarvittaviin prosessointivaiheisiin. 3D-sisällöntuotannon vaatimukset olivat testatuilla alustoilla pitkälti samankaltaisia, koska kaikki testatut alustat perustuivat pelimoottoriteknologiaan. Kolmioverkko-pintamallien tuotanto pystyttiin osittain automatisoimaan käytettäessä lähtöaineistona GIS-dataa. Mikäli lähtöaineisto koostui tiheästä 3D-kartoitusdatasta, jouduttiin kolmioverkkopintamalleja muokkaamaan käsin. Sama rajoitus kohdattiin hyödynnettäessä 3D-kartoituksella tuotettuja aineistoja 3D-tulostukseen. Molemmat testatut 3D-kartoitusjärjestelmät havaittiin toimiviksi sopivissa sovelluksissa ja olosuhteissa. Lähes kuluttajaluokan 3D-tulostimen suorituskykyä rajoitti helposti poistettavien tukirakenteiden tulostamisen mahdollisuuden puute. Huomioiden laitteiden suorituskyvyn rajat, kuluttajan lähellä olevaa 3D-kartoitusta voidaan hyödyntää joko tuottamalla yksittäisiä mittoja halutuista kohteista tai kartoittamalla kokonaisia ympäristöjä. Verrattuna ammattikäyttöön tarkoitettuihin kartoitusjärjestelmiin nämä teknologiat ovat joustavammin siirrettävissä, vähentävät 3D kartoitukseen liittyviä osaamisvaatimuksia ja mahdollistavat 3D-kartoituksen uusissa sovelluksissa. Pelimoottori sisällöntuotantoon sopivat menetelmät laajentavat 3D kartoituksen sovelluskohteita. Uusien aineistojen tuotannon lisäksi hyötyjä voidaan saavuttaa hyödyntämällä olemassa olevia aineistoja uusilla alustoilla, kuten pelimoottoreissa tai 3D-tulostuksessa.