Comment un programmeur a imprimé en 3D la carte ultime de Londres à l'aide de données LIDAR

Les gouvernements nationaux publient toutes sortes de données officielles en ligne, mais la plupart des gens ne les utilisent pas. Le programmeur Andrew Godwin basé à San Francisco n’est pas la plupart des gens. Il a récemment trouvé un moyen d’utiliser les données LIDAR du gouvernement britannique pour créer un modèle à l’échelle d’une petite tranche du centre de Londres, la ville où il a grandi.

Le LIDAR, ou Light Detection and Ranging, est une technologie d’enquête qui mesure la distance à l’aide de lasers et a des applications dans la cartographie ainsi que dans d’autres parapluies scientifiques comme la sismologie et la géologie. Godwin a eu l’idée de sa carte intitulée «London Rising» quand il a appris par Twitter que la UK Environment Agency avait commencé à publier des données LIDAR du paysage londonien. À la recherche de moyens novateurs d’utiliser l’imprimante 3D qu’il vient d’acquérir, Godwin s’aperçoit qu’il pouvait transformer les données brutes en une carte 3D au relief vertical réel.

Il a rencontré le premier obstacle majeur du projet lorsqu'il a commencé à convertir les données LIDAR brutes en un fichier STL imprimable lisible par l’imprimante 3D. Godwin s’appuyait sur une géométrie de base pour convertir le nuage de points de données en un modèle 3D, mais affiner ses contours déchiquetés en un modèle plus lisse nécessitait des compétences en extraction de fonctions que Godwin ne possède pas. «Je me suis contenté de prendre toutes les données, de faire la moyenne des points pour créer une carte de hauteur plus détaillée, de casser les hauteurs à des intervalles de 3 m et d’appliquer le lissage par voisins à l’ensemble», écrit Godwin dans son billet de blog détaillé sur le projet.

Une fois que Godwin a créé son fichier STL de 200 Mo, il a enduré d'innombrables heures d'essai et d'erreur lorsqu'il a modifié divers paramètres de l'imprimante 3D, modifiant le matériau plastique qu'il utilisait, la chaleur de la buse et le débit du plastique. «Les 20 premières tuiles présentaient divers défauts ou bien les bâtiments étaient souvent blobis ou il restait des ficelles en plastique laissées sur le modèle», déclare Godwin.Même si les premières versions imprimées par Godwin étaient des désordres filants, il y avait suffisamment de preuves après chaque impression pour suggérer qu'il était sur la bonne voie. Ce sentiment de progrès l'a maintenu.

En plus d'ajuster finement l'imprimante 3D pour obtenir une mosaïque propre, il faut quelques heures à l'imprimante pour effectuer chaque impression. Cela signifie que même si Godwin modifiait légèrement la température de la buse ou la quantité de plastique évacuée, il devrait potentiellement attendre quatre heures pour s'assurer que ce raffinement avait échoué. Essayer différentes variantes de paramètres d’imprimante pourrait prendre une journée entière, c’est pourquoi la persistance (et le fait d’avoir autre chose à faire entre-temps) est devenue une partie essentielle du processus.

Bien qu'il y ait suffisamment de données LIDAR pour potentiellement cartographier tout Londres, Godwin a choisi de recréer une partie spécifique du centre de Londres en raison de ses points de repère bien connus et de sa petite concentration d'immeubles de grande hauteur qui ajouteraient une hauteur dramatique à sa carte. S'étendant le long de la Tamise de Hyde Park à l'ouest jusqu'à l'ancien appartement de Godwin dans les Royal Docks à l'est, la zone couverte par la carte nécessitait que Godwin imprime 48 tuiles carrées de 7,5 cm de chaque côté pour produire la carte finalisée, soit environ 3 pieds par pieds. Avec 48 carreaux dont l’impression a pris entre une et quatre heures et des heures de difficultés techniques avec l’imprimante 3D, vous pouvez commencer à comprendre le type de dévouement nécessaire pour mener à bien ce projet.

Après le succès bien mérité de la carte de Londres, Godwin prévoit d’appliquer sa conversion des données LIDAR en cartes en relief 3D dans d’autres villes du monde. Peut-être que sa nouvelle base natale, San Francisco, fera l’objet de sa prochaine tentative, car il a déjà commencé à collecter des données LIDAR de la péninsule de San Francisco auprès de l’USGS. La carte de Londres accrochée au-dessus de son bureau rappelle qu’il est possible de faire beaucoup avec un peu de données, une imprimante 3D et un surplus de persévérance et de patience.