Applications of 3D Printing in Physical Geography Education and Urban Visualization

IF 0.7 Q3 GEOGRAPHY

Cartographica Pub Date : 2019-12-01 DOI:10.3138/cart.54.4.2018-0007

C. Oswald, C. Rinner, A. Robinson

{"title":"Applications of 3D Printing in Physical Geography Education and Urban Visualization","authors":"C. Oswald, C. Rinner, A. Robinson","doi":"10.3138/cart.54.4.2018-0007","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"ABSTRACT:Through decreasing hardware costs and novel areas of application, three-dimensional (3D) printing has become exceedingly popular in recent years. Starting with a project focused on public education about urban hydrology, we explored the use of 3D-printed landscape models in a number of regional applications. We also experimented with the use of 3D-printed city models to engage users through urban visualization. Our goal was to examine the role of GIS in processing geospatial data for 3D printing and to explore novel applications in physical and urban geography education and outreach. Following a brief review of related literature, this article outlines data sources for digital elevation models, boundary datasets, and building footprints with height information and the processes used to transform these into 3D-printable data files. We then describe applications focused on urban watersheds and landforms in the area of Toronto, Canada, and illustrate city models for neighbourhoods of Toronto. We found that the 3D models were favourably received by diverse types of users, from hydrology experts to environmental studies students to the general public. The overwhelmingly positive feedback generated by this project suggests that 3D-printed landscape and city models are a worthwhile strategy for improving physical and urban geography education and outreach.RÉSUMÉ:Grâce à la diminution des coûts du matériel et à ses nouveaux domaines d'application, l'impression en trois dimensions (3D) a considérablement gagné en popularité depuis quelques années. À partir d'un projet axé sur l'initiation du public à l'hydrologie urbaine, les auteurs explorent l'utilisation des maquettes de paysages imprimées en 3D dans de multiples applications régionales. Ils expérimentent également le recours aux maquettes urbaines imprimées en 3D pour faciliter aux utilisateurs la visualisation des paysages urbains. Leur but consiste à étudier le rôle des SIG dans le traitement des données géospatiales pour l'impression en 3D et à explorer de nouvelles applications de formation et de diffusion des connaissances en géographie physique et urbaine. Après une brève recension des écrits pertinents, les auteurs décrivent les sources de données pour les modèles altimétriques numériques, les ensembles de données géospatiales et les empreintes de bâtiments accompagnées de données sur l'altitude, ainsi que les processus utilisés pour transformer cette information en fichiers de données imprimables en 3D. Ils décrivent ensuite des applications portant sur les bassins hydrographiques et les reliefs urbains dans la région de Toronto (Canada) et illustrent des modèles urbains de quartiers de Toronto. Ils constatent que les modèles en 3D sont favorablement accueillis par divers types d'utilisateurs, qu'il s'agisse d'experts en hydrologie, d'étudiants de programmes de formation en environnement ou du grand public. Les commentaires très majoritairement positifs suscités par ce projet semblent indiquer que le recours aux maquettes de paysages et aux maquettes urbaines imprimées en 3D est une stratégie intéressante pour améliorer la formation et la diffusion des connaissances en géographie physique et urbaine.","PeriodicalId":46104,"journal":{"name":"Cartographica","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.7000,"publicationDate":"2019-12-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"9","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Cartographica","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.3138/cart.54.4.2018-0007","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q3","JCRName":"GEOGRAPHY","Score":null,"Total":0}

引用次数: 9

Abstract

ABSTRACT:Through decreasing hardware costs and novel areas of application, three-dimensional (3D) printing has become exceedingly popular in recent years. Starting with a project focused on public education about urban hydrology, we explored the use of 3D-printed landscape models in a number of regional applications. We also experimented with the use of 3D-printed city models to engage users through urban visualization. Our goal was to examine the role of GIS in processing geospatial data for 3D printing and to explore novel applications in physical and urban geography education and outreach. Following a brief review of related literature, this article outlines data sources for digital elevation models, boundary datasets, and building footprints with height information and the processes used to transform these into 3D-printable data files. We then describe applications focused on urban watersheds and landforms in the area of Toronto, Canada, and illustrate city models for neighbourhoods of Toronto. We found that the 3D models were favourably received by diverse types of users, from hydrology experts to environmental studies students to the general public. The overwhelmingly positive feedback generated by this project suggests that 3D-printed landscape and city models are a worthwhile strategy for improving physical and urban geography education and outreach.RÉSUMÉ:Grâce à la diminution des coûts du matériel et à ses nouveaux domaines d'application, l'impression en trois dimensions (3D) a considérablement gagné en popularité depuis quelques années. À partir d'un projet axé sur l'initiation du public à l'hydrologie urbaine, les auteurs explorent l'utilisation des maquettes de paysages imprimées en 3D dans de multiples applications régionales. Ils expérimentent également le recours aux maquettes urbaines imprimées en 3D pour faciliter aux utilisateurs la visualisation des paysages urbains. Leur but consiste à étudier le rôle des SIG dans le traitement des données géospatiales pour l'impression en 3D et à explorer de nouvelles applications de formation et de diffusion des connaissances en géographie physique et urbaine. Après une brève recension des écrits pertinents, les auteurs décrivent les sources de données pour les modèles altimétriques numériques, les ensembles de données géospatiales et les empreintes de bâtiments accompagnées de données sur l'altitude, ainsi que les processus utilisés pour transformer cette information en fichiers de données imprimables en 3D. Ils décrivent ensuite des applications portant sur les bassins hydrographiques et les reliefs urbains dans la région de Toronto (Canada) et illustrent des modèles urbains de quartiers de Toronto. Ils constatent que les modèles en 3D sont favorablement accueillis par divers types d'utilisateurs, qu'il s'agisse d'experts en hydrologie, d'étudiants de programmes de formation en environnement ou du grand public. Les commentaires très majoritairement positifs suscités par ce projet semblent indiquer que le recours aux maquettes de paysages et aux maquettes urbaines imprimées en 3D est une stratégie intéressante pour améliorer la formation et la diffusion des connaissances en géographie physique et urbaine.

查看原文本刊更多论文

3D打印在自然地理教育和城市可视化中的应用

摘要:近年来，由于硬件成本的降低和应用领域的创新，三维打印技术得到了广泛的应用。从一个关注城市水文学公共教育的项目开始，我们探索了在一些区域应用中使用3d打印景观模型。我们还尝试使用3d打印的城市模型，通过城市可视化来吸引用户。我们的目标是研究地理信息系统在处理3D打印的地理空间数据中的作用，并探索在自然和城市地理教育和推广中的新应用。在简要回顾相关文献后，本文概述了数字高程模型、边界数据集和带有高度信息的建筑足迹的数据源，以及将这些数据转换为可3d打印数据文件的过程。然后，我们描述了加拿大多伦多地区的城市流域和地形的应用，并举例说明了多伦多社区的城市模型。我们发现，从水文学专家到环境研究学生，再到普通大众，不同类型的用户都很喜欢3D模型。该项目产生的压倒性的积极反馈表明，3d打印景观和城市模型是改善自然和城市地理教育和推广的一种有价值的策略。简历:恩拉减少des cout du材料等而ses新d 'application, l 'impression在三维(3 d) considerablement赢en popularite从几排。À partp d'un project ax sur l'initiation du public l' hydrogeology urbanaine, les auteurs explorent l'utilisation des maquettes de payages imprimsames en 3D dass和多重应用的samgionales。Ils experimentent并非le recours辅助设计稿班imprimees en 3 d倒faciliter辅助utilisateurs la可视化des风景画urbains。但与此同时，也包含了: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况:1 .有下列三种情况: 通讯通讯系统(通讯通讯系统(加拿大))和通讯通讯系统(加拿大)和通讯通讯系统(加拿大))的应用程序。我的一致意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是，我的意见是。3 .多数情况下，大多数情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Cartographica GEOGRAPHY-

CiteScore

1.90

自引率

20.00%

发文量

期刊介绍： Cartographica is dedicated to publishing articles on all aspects of cartographic and geovisualization research while maintaining its tradition of publishing material on cartographic thought, the history of cartography, and cartography and society. Cartographica also plans to consolidate its trend towards publishing research contributions that focus primarily on geographic information. Each volume of Cartographica is comprised of four issues: two or three regular issues and one or two single-topic monographs. These special monograph issues, accommodating book-length manuscripts, provide an extensive look at one particular area of cartography.