Proces zarządzania miastem inteligentnym musi być oparty na wiarygodnych informacjach. Dane mogą być pozyskiwane w różny sposób, a jednym z ciekawszych jest fotogrametria z pułapu lotniczego. Zapraszam do przeczytania mojej rozmowy z Witoldem Kuźnickim, który w MGGP Aero zajmuje się m.in. rozwojem oferty kierowanej dla samorządów.
SC: Jakie dane miejskie można pozyskiwać z pułapu lotniczego i jak ich wykorzystanie wpisuje się w ideę inteligentnego miasta?
WK: Jakie dane można zbierać z pułapu lotniczego? Przede wszystkim wiarygodne, obiektywne, jednorodne. Dane aktualne i pozyskane w bardzo krótkim czasie dla całego miasta, dane ciekawe nie tylko dla specjalistów czy przedstawicieli samorządu, ale także dla mieszkańców, inwestorów czy przedsiębiorców. Można wymienić więcej pozytywnych cech zbieranych przez nas danych jak choćby komplementarność czyli możliwość analizowania pewnych cech na danych zebranych w tym samym czasie, ale jednak innego typu.
SC: No tak poznaliśmy zatem kilka cech, które mają fundamentalne znaczenie co do istoty ich wykorzystania w codziennych procesach decyzyjnych, ale jakie konkretnie dane dostarczacie miastom?
WK: Zacznijmy od tych podstawowych. Minęło właśnie 10 lat od kiedy przeszliśmy z kamer analogowych na cyfrowe. Zdjęcia lotnicze są obecnie znacznie tańsze i bardziej dostępne na rynku, a ortofotomapy kilkukrotnie dokładniejsze jeśli chodzi o rozdzielczość i dokładność w porównaniu do tych opracowań, które były wykonywane jeszcze kilkanaście lat temu. Do tego możliwość opracowania dodatkowej kompozycji z bliską podczerwienią. Ortofotomapa może pełnić kilka funkcji. Po pierwsze jest cennym źródłem podstawowych informacji o mieście, jeśli jest opracowana z wykorzystaniem aktualnych zdjęć lotniczych. Tu znaczenie ma nie tylko jakość, ale też szybkość opracowania produktu końcowego. Mamy tak przygotowaną linię produkcyjną, że dostarczamy gotowe opracowania nawet parę tygodni od wykonania zdjęć. Dla średniej wielkości miasta może to być miesiąc natomiast dla większych góra dwa. Po drugie jestem przekonany, że ortofotomapa jest najbardziej popularną warstwą referencyjną, jako podkład mapowy dla innych danych przestrzennych. Ortofotomapę każdy potrafi interpretować stąd jest to naturalnie najbardziej przyswajalna mapa wśród użytkowników Internetu, geoportali czy wszelkiego rodzaju systemów informacji przestrzennej (GIS). Po trzecie ortofotomapa ma wartość typowo inwentaryzacyjną, czyli jest zapisem informacji czy dokumentuje stan rozwoju miasta, zagospodarowania, układu komunikacyjnego, zabudowy co może być wykorzystywane również do dalszych analiz porównawczych jutro, pojutrze, za rok czy kilkadziesiąt lat.
SC: Tak, zauważyłem że od pewnego czasu jest większe zainteresowanie historycznymi mapami, archiwalnymi.
WK: Dokładnie. Kiedy pokazuję znajomym, że można zobaczyć jak wyglądało miasteczko, gdzie graliśmy w piłkę, a gdzie chodziliśmy na bunkry, co było przed powstaniem obwodnicy to każdego wciąga analizowanie tego rodzaju informacji. Pomijam profesjonalne wykorzystanie zdjęć lotniczych w postępowaniach sądowych, gdzie biegli na ich podstawie określają szczegóły dotyczące nieruchomości jej zagospodarowania czy dróg dojazdowych. Wiele samorządów publikuje archiwalne ortofotomapy dając mieszkańcom możliwość porównywania zmian. Mamy nawet bardzo proste i skuteczne rozwiązanie, które efektywnie pozwala poprzez retromapy.pl porównywać współczesne zdjęcia lotnicze Kielc czy Tarnowa i świetną mapę z 1966 roku. Zachęcam do obejrzenia tego materiału. Robi wrażenie i niesie dużą dawkę informacji.
SC: Jakie jeszcze dane znajdują zastosowanie w miastach?
WK: Bardzo przydatne są dane wysokościowe, mam na myśli głównie lotniczy skaning laserowy. Metoda jest bardzo efektywna i pozwala zinwentaryzować niemal wszystko, co znajduje się na powierzchni terenu. Nie tylko ukształtowanie terenu, ale także wysokość budynków, drzewa, ogrodzenia itd. Zbiór tak pozyskanych danych można następnie profilować i wykonywać pomiary powierzchni, odległości, wysokości czy mierzyć kąt połaci dachowych. Powtarzając takie pomiary bardzo łatwo w wyniku analiz dwóch chmur punktów otrzymamy odpowiedź, które budynki wyburzono, a które zbudowano czy rozbudowano. Możemy zrobić przekrój przez dowolne drzewo, ale przez dwa komplety danych pozyskane w odstępie czasu. Dzięki czemu zaobserwujemy czy urosło i o ile, jak wyglądają dwa przekroje koron tego samego drzewa bądź stwierdzimy, że drzewa już w tym miejscu nie ma. Skaning laserowy wykorzystano do stworzenia map ryzyka i zagrożenia powodziowego. Miasta mogą aktualizować tego typu informację czy wręcz uszczegóławiać takie lub podobne mapy we własnym zakresie w zależności od lokalnych potrzeb i warunków.
SC: Dlaczego tak uważasz?
WK: Bardzo często słyszymy w mediach o podtopieniach. Najczęściej są to skutki przejścia frontów burzowych, nagłych opadów często krótkotrwałych. Tworzą się powodzie błyskawiczne będące bezpośrednim zagrożeniem dla życia mieszkańców i mienia. Właśnie dzięki dobrym mapom wysokościowych można liczyć zlewnie, modelować zjawiska przepływu wód opadowych czy projektować rozwiązania o charakterze retencyjnym.
SC: Co jeszcze wykonujecie dla miast?
WK: W firmie pracujemy zespołowo. Nieustanie wymieniamy się pomysłami. Także nasz dział badań i rozwoju ma cierpliwość stojąc ciągle przed jakimiś wyzwaniami. Jesteśmy chyba jedną firmą z naszej branży w okolicy, która regularnie wprowadza nowe produkty czy rozwiązania na rynek. Ponieważ nasza rozmowa dotyczy miast to nie rozwijam wątków związanych z infrastrukturą, wodami, ochroną środowiska czy lasami. Wprowadziliśmy na polski rynek cyfrowe zdjęcia lotnicze, spopularyzowaliśmy wykorzystywanie ortofotomap. Jako pierwsi zainwestowaliśmy w skaner laserowy, którego produkty zaczęto wykorzystywać w Polsce jeszcze długo przed projektem ISOK. Rozwinęliśmy technologię zdjęć ukośnych. Napisaliśmy kilka aplikacji desktopowych i internetowych. Stworzyliśmy linię do efektywnej produkcji i publikacji ukośnych fotoplanów. Wprowadziliśmy na polski rynek tzw. realistyczne modele 3D z teksturowanymi budynkami, które wyglądają atrakcyjnie i z łatwością pozwalają na publikację w Internecie. Nie ustajemy w wysiłkach by ciągle być dwa kroki przed konkurencją z Europy.
SC: Spotkałem się z Waszymi rozwiązaniami wiele razy. Faktycznie w wielu miastach są wykorzystywane.
WK: Tak to prawda. Mamy duże doświadczenie, rozwijamy kolejne wersje aplikacji a do tego mamy swój sprzęt, który pozwala pozyskiwać ciekawe dane dla miast. Najważniejsze dla nas jest to, że praktycznie z każdego projektu wyciągamy wnioski. Nie wyobrażam sobie, żeby bez doświadczenia startować w przetargach i dopiero po podpisaniu umowy zadawać sobie pytanie: no to jak my to teraz zrobimy? Zanim wprowadzimy nowy produkt na rynek bardzo często pokazujemy go wielu klientom. Słuchamy opinii i sugestii. Jesteśmy otwarci na krytykę doceniając zainteresowanie tym co robimy, a co warto dodać robimy to z własnej inicjatywy. Odnosimy też wrażenie, że nasze produkty czy serwisy internetowe podobają się ludziom. Dobrze są przyjmowane przez Internautów i dokładnie o to nam chodziło.
SC: Jak zmieniają się polskie miasta oceniając to z perspektywy lotniczej?
WK: Bardzo dynamicznie. Są w Polsce samorządy, które co roku zamawiają zdjęcia lotnicze. Raz, że tak dużo się dzieje jeśli chodzi o zmiany, inwestycje a dwa to, że pracownicy urzędów po prostu doceniają walor aktualności i czekają na ortofotomapę. Pamiętajmy, że na bardzo dobrej jakości zdjęciach pionowych czy ukośnych miasta wyglądają bardzo spektakularnie, ale są takie fragmenty, które wyraźnie wymagają interwencji. Np. składowisko opon w centrum miasta, magazyn części samochodowych po nieistniejącym szrocie, dzikie wysypiska śmieci czy wszędobylskie reklamy.
SC: Jak miasta mogą wykorzystywać dane fotogrametryczne? Co daje miastom dostęp do aktualnych danych fotogrametrycznych?
WK: Jeśli miasto dysponuje dobrymi danymi w takim sensie, że są aktualne, wieloźródłowe (pionowe, ukośne, skaning) to zawsze jest to wiarygodny materiał będący podstawą do wielu analiz, wypracowania argumentów i podjęcia decyzji. Dokumentacja stanu. Jeśli możesz obejrzeć każdy budynek z czterech stron, określić jego wysokość, pomierzyć odległości, zinwentaryzować drzewa, ogrodzenia, reklamy czy rodzaj pokrycia dachowego to masz pełny obraz sytuacji. Wiesz jakie to są oszczędności w skali całego miasta jeśli chodzi o wyjście w teren w celu pozyskania obrazu pełnej sytuacji?
SC: Czyli pozyskanie takich danych to raczej inwestycja z dużym prawdopodobieństwem zwrotu?
WK: Zdecydowanie tak. Dla dużego, dynamicznie rozwijającego się miasta wydanie nawet kilkuset tysięcy złotych na pełną inwentaryzację, udokumentowanie stanu raz na rok to nic nadzwyczajnego. Po pierwsze pozyskujemy bardzo szeroki pakiet danych w krótkim okresie dla całego miasta. Dane do których będzie można sięgać w przyszłości. Po drugie dane te będą wykorzystywane przez pracowników urzędu w wielu wydziałach od podatków po planowanie przestrzenne, geodezję, infrastrukturę czy zarządzanie kryzysowe. Po trzecie dzięki publikacji bardzo atrakcyjnych zdjęć ukośnych w Internecie miasto będzie bardziej otwarte dla turystów, inwestorów czy lokalnych przedsiębiorców. Po czwarte rośnie świadomość wśród mieszkańców, że nie warto kombinować stawiając garaż, budynek bez zgłoszenia czy pozwolenia. Mamy wiele telefonów do firmy czy nie dałoby się usunąć czegoś tam z tych zdjęć. Miasto w sensie samorząd także na tym korzysta, że rośnie świadomość i odpowiedzialność społeczna. Po piąte na obszarze każdego miasta działa wiele służb mundurowych, które pośrednio mają bardzo ciekawy materiał analityczny. Od strażników miejskich po strażaków, policjantów czy jednostki specjalne. Dla takich służb informacja i wstępne rozpoznanie to bardzo cenna wartość, która może ratować życie ludzkie czy skracać czas reakcji odpowiednich jednostek.
SC: Wszystko jasne, ale jakie konkretne wymierne korzyści dla miast można uzyskać z analizy danych fotogrametrycznych?
WK: W sposób bezpośredni można się odnieść do zwrócenia uwagi na podatki od nieruchomości i takie żywe przykłady wymiernych korzyści są faktem w wielu miastach. Natomiast nie sposób obliczyć ile korzyści dokładnie przynosi ortofotomapa w planowaniu przestrzennym bo jak to obliczysz? Natomiast każdy wie, że jest nieocenionym źródłem informacji bo wszystko na niej widać. To najlepsza mapa w działalności samorządu, bo wszystko widać na niej jak na dłoni.
SC: W polskich miastach i w ich najbliższych okolicach widoczne jest zjawisko „rozlewania się miast” tzw. urban sprawl. Kluczową kwestią w zapobieganiu rozlewania się miast jest dobre planowanie przestrzenne, które powinno opierać się na monitoringu zagospodarowania przestrzennego i diagnozie stanu. Jak lotnicze dane fotogrametryczne mogą pomóc w tym procesie?
WK: To fakt. Widzimy to na zdjęciach lotniczych. Lubię przyglądać się zmianom, które widać na ortofotomapach. Wiele razy próbowałem za pomocą analiz zabudowy zdefiniować „nową granicę” danego miasta a dopiero po obrysowaniu włączałem granice administracyjne. Wiesz jaki był efekt? Zgadzały mi się tam granice, gdzie była wyraźna linia obszarów chronionego krajobrazu, parków, lasów, wody zatoki czy jeziora. Praktycznie trudno jest wyznaczyć granicę miasta na zdjęciach lotniczych. Intensyfikacja zabudowy poprzez wykorzystanie atutu bliskości do miasta zbiera żniwo i tak już chyba musi być. Czy miasta będą wchłaniać mniejsze miejscowości? Wydawałoby się, że to logiczne i, że jest to następstwem rozwoju miast. Z drugiej strony wiadomo, że rozległe przedmieścia łatwo prowadzą do negatywnego zjawiska, jakim jest suburbanizacja, czyli tworzenie się monokulturowych sypialni.
SC: Kwestia zieleni w miastach – czy faktycznie jest jej w polskich miastach mniej? Czy prowadziliście analizy w tym zakresie?
WK: Są obszary gdzie można zaobserwować znikającą zieleń, ale trzeba też pamiętać, że coraz więcej widzimy pięknie utrzymanych terenów. Są to już nie tylko prywatne, imponujące czasami ogrody ale także miejska zieleń o którą miasta naprawdę dbają. Coraz większa rozdzielczość ortofotomap, dodatkowe kompozycje z bliską podczerwienią czy stosowanie zobrazowań hiperspektralnych dają naprawdę dużo możliwości. Wiemy nie tylko czy dane drzewo wycięto czy nadal jest, ale jakiego gatunku, ile może mieć lat. Poznajemy jego kondycję czy jest np. w stresie wodnym i wymaga podlewania bądź innych zabiegów pielęgnacyjnych.
SC: Interesuje mnie również kwestia czy dane lotnicze czy LIDAR pozyskiwane z pułapu lotniczego mogą być wykorzystywane do zarządzania infrastrukturą miejską?
WK: Zdecydowanie tak. Jeśli masz dane ze skaningu lotniczego, a do tego jeszcze uzupełniające zdjęcia pionowe czyli ortofotomapą oraz zdjęcia ukośne to te wszystkie dane mają ogromny potencjał informacyjny. Skaning inwentaryzuje wszystko sytuacyjnie i wysokościowo. Możesz tworzyć dowolne przekroje przez budynki, ulice, drzewa czy ogrodzenia. Można mierzyć i porównywać zmiany Numerycznego Modelu Terenu. Jeśli masz co najmniej dwa zestawy danych z dwóch różnych okresów to dowiesz się, gdzie powstały nowe budynki, które zmodyfikowano a których już nie ma bo je wyburzono. Spokojnie zinwentaryzujesz lampy oświetleniowe, trakcję tramwajową. Natomiast analizy zmian można zrobić także w odniesieniu do nawet każdego, pojedynczego drzewa. To ogromna ilość informacji zapisana raz na zawsze.
SC: Co myślisz o idei otwartych danych?
WK: Powinna przestać być tylko ideą. Gdzieś widziałem slajd, który utkwił mi na dobre w pamięci, że dane w administracji tylko wtedy dobrze działają jak są niczym spadochrony, otwarte! Dlatego mam takie marzenie, że wszystkie projekty które realizujemy są publikowane w Internecie poprzez przeglądarki, ale także serwis udostępniający poszczególne, wybrane sekcje miasta. Podam przykład. Architekt bierze udział w konkursie publicznym na najlepszy projekt albo po prostu ma zlecenie od prywatnego inwestora. Dlaczego nie może wejść na stronę miasta pobrać paczkę danych typu: ortofotomapa, model mesh 3D, zdjęcia ukośne i wykorzystać ją dla naszego wspólnego dobra? Niech te dane są popularyzowane. Niech pracują na potrzeby wielu projektów i przyszłych pokoleń Dla wspólnego dobra całej społeczności. Nie ma nic gorszego jak starzenie się danych na serwerach czy dyskach poustawianych gdzieś w szafach. Właśnie dlatego powinniśmy wszyscy wspierać politykę otwartych danych, dlatego że prędzej czy później każdy z nas może mieć potrzebę skorzystania z tego typu informacji.
