Рельєф як об’єкт картографування

Контури, що описують поверхню.

Контури застосовуються для формування поверхонь  в наступних 
випадках:

1) для  управління подовженням ліній  триангуляційної мережі до 
зовнішніх кордонів поверхні;

2) щоб  приховати внутрішні області  поверхні, на яких проведення  тріангуляції не потрібне.

Наприклад, якщо на ділянці, для якого будується  поверхню, 
є водойма, можна або побудувати поверхню і потім видалити лінії мережі над водоймою, або відразу виділити водойму з допомогою контуру неактивній області. Такий же принцип можна використовувати  і до зовнішниіх кордонів поверхні. Можна або видалити лінії мережі, 
розташовані за зовнішніми кордонами поверхні, або задати 
зовнішні кордони з контурами, за якими тріангуляція не 
проводиться.

Формування  поверхонь.

Після завершення введення описуючих даних можна приступати до 
формування поверхні. Для розрахунку й побудови ліній 
триангуляційної мережі програма використовує всі описуючі 
дані. Описують дані поверхні можна змінювати. Крім того, на 
стадії формування поверхні користувач може виключати 
деякі дані. Це дозволяє вибирати найкраще наближення, тестуючи поверхні, сформовані на основі різних наборів даних.

Редагування поверхонь.

Після формування поверхні необхідно оцінити її точність. 
Потрібно також переконатися в тому, що лінії триангуляційної мережі 
сформовані вірно. Якщо поверхня недостатньо точна або лінії мережі сформовані не так, як це очікувалося, слід змінити описуючі дані поверхні і знову сформувати її. Однак, якщо необхідні зміни незначні, можна безпосередньо відредагувати сформовану тріангуляційних мережу.

З триангуляційної  мережею можна виконувати наступні дії:

• здійснювати розворот ліній триангуляційної мережі таким 
  чином, щоб трикутники збіглися з гребенями або западинами.
• додавати лінії мережі. При цьому проводиться повторна побудова триангуляційної мережі.
• видаляти лінії мережі, що виходять за кордон досліджуваної ділянки.
• додавати, видаляти, переміщати і редагувати точки.
• додавати структурні лінії.
• вставляти поверхні в поточну поверхню.
• змінювати всі рівні поверхні, задаючи величину збільшення.

Якщо  додана лінія мережі перетинає існуючі, проводиться 
перебудування триангуляційної мережі. Воно також проводиться при додаванні точки. Для об'єднання двох або більше поверхонь можна виконати 
вставку поверхні. Наприклад, нехай створена поверхня представляє лише частину майданчика, що містить дані профілювання. Після побудови цієї поверхні виконується її вставка в поточну поверхню. Таким чином виходить 
поверхню усього будівельного майданчика.

Для того щоб поверхня могла бути відредагована за допомогою 
функцій підменю «Редагування поверхонь» (меню «Рельєф»), 
необхідно вставити в малюнок лінії мережі цієї поверхні. Для 
вставки ліній мережі в малюнок у головному меню слід вибрати пункт 
«Рельєф». Далі послідовно вибираються пункти «Редагування поверхонь» і «Вставити 3М лінії мережі». Оброблювану поверхню слід зробити поточною. Функції редагування працюють тільки з поточною поверхнею.

Протокол  редагування.

Після повторного формування поверхні всі внесені до неї 
зміни втрачають силу. Однак, ці зміни зберігаються в протоколі редагування. Користувач може докласти раніше зроблені зміни, 
витягуючи їх з протоколу, до новосформованої поверхні. 
Для того щоб усі зміни застосовувалися до переформованими поверхням автоматично, в діалоговому вікні формування поверхні необхідно встановити прапорець «Застосувати протокол редагування». 

Тривимірна  візуалізація.

Поверхні  в Autodesk Land Desktop можна зобразити в трьохвимірному просторі за допомогою 3М-граней (в тому числі, розфарбованих в відповідності з відмітками висот), полігранною сіткою, регулярною сіткою поліліній.

Для цього  потрібно створити новий проект. За допомогою вікна «Цифрове моделювання рельєфу» створити модель поверхні. При цьому потрібно попередньо ввести і вибрати потрібні типи даних, про які згадувалось вище. Далі в тому ж вікні, за допомогою правої кнопки миші клацаємо на створену поверхню, вибираємо функцію «Відображення поверхні», в якій пропонуються різноманітні способи відображення поверхні. Я використовував метод «Полос-граней». Цей спосіб відображає поверхню за допомогою 3М-граней, які розфарбовані відповідно до заданої користувачм шкали інтервалів. Відмінністю цього метода є те що. Грань тріангуляційної моделі не потрапляє цілком в один інтервал, вона розбивається на додаткові грані, розфарбовані відповідно до заданої шкали. В результаті межі розфарбування розміщуються  строго на вказаних відмітках [Дод В].

Параметри розфарбування шкали настроюються в вкладці «Параметри розфарбування  в залежності від висотних відміток». Створювати шкалу можна автоматично  вказавши лише кількість інтервалів, або вручну. В віконці «Встановлення  інтервалів для відображення поверхонь» можна редагувати межі інтервалів і  змінювати кольори. Нажавши «ОК» в цьому вікні відбувається моделювання тривимірного рельєфу. Отримане зображення зручно переглядати за допомогою команди 3М-орбіта, а також можна тонувати грані [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        ВИСНОВКИ

 

Моделювання рельєфу, його аналіз і вивчення за побудованими моделями поступово стають невід'ємною частиною досліджень в науках про Землю (географія, геологія, тектоніка, гідрологія, океанологія, кліматологія і т.д.), а також в екології, земельному кадастрі та в різноманітних інженерних проектах.  На зміну традиційним способам зображення рельєфу прийшли нові – комп’ютерні ,  які дозволяють швидше, точніше і наочніше  зображати рельєф. Адже об’ємні моделі рельєфу дозволяють чітко побачити на власні очі і візуально оцінити форму та «пластику» рельєфу, межі геоморфологічних одиниць, особливості будови річкового русла та інше.

Після завершення написання дипломної роботи були сформульовані конкретні висновки відносно проведеної роботи. По-перше, було досягнуто поставленої мети – досліджено основні можливості програмного забезпечення для створення об’ємних моделей рельєфу. Було вивчено головні принципи та методи побудови об’ємних моделей, а також визначено ключові етапи.

Досягнуто головного завдання дипломної роботи – була побудована гіпсометрична карта та цифрова модель у програмному середовищі Surfer, створення 3D модель рельєфу в 3D Analist, що є додатковим модулем в лінійці ArcGIS, та 3D модель рельєфу в Autodesk Land Desktop. Також проведенні певні дослідження по даній моделі. Для досягнення поставленої мети було використано, найголовнішим чином, методи аналізу та систематизації.

Були проведені роботи по створенню 3D моделей рельєфу за допомогою 3D Analyst, що є додатковим модулем в лінійці ArcGIS, та в Autodesk Land Desktop. Було проаналізовано та докладно викладено процес створення тривимірних моделей в цих програмах.

Отже, варто  сказати, що Golden Software Surfer - потужна система створення тривимірних карт, моделювання і аналізу поверхонь, відтворення поверхні ландшафту, генерування сітки і багато чого іншого. Продукт дозволяє створювати реалістичні 3D карти з урахуванням освітленості і тіней, використовувати зображення місцевості в різних форматах, експортувати створені карти в інші редактори графічних зображень у різних форматах і друкувати в кольорі розміром до 50 см. по діагоналі. Потужні інтерполяційні функції дозволяють створювати точні поверхні високої якості.

Незважаючи  на зарекомендоване ім’я на ринку  ГІС-продуктів, все ж Surfer має певні недоліки, як при побудові, так і при візуалізації цифрових моделей рельєфу. Хоч як точно користувач не намагався б передати детальність рельєфу місцевості, йому це не вдасться, бо Surfer перетворює набір даних за допомогою математичних формул, які багато в чому спрощують реальний простір. Громіздким недоліком є поєднання рельєфу з гідрографією. Можливості програмного продукту обмежені і в тому плані, що він не здатен якісно картографувати характерні точки місцевості: яри, балки, окремі підняття, чи окремі структурні форми рельєфу. Усі ці аспекти свідчать загальну неспроможність grid-цифрових моделей рельєфу якісно зображати поверхню та передавати виразність рельєфу. Однак слід віддати належне програмі Surfer, адже його простота і легкість дозволяють швидко та без зайвих обчислень будувати цифрові моделі заданих поверхонь. Також варто зауважити, що програма Surfer має можливість моделювати не тільки рельєф, а й інші природні явища.

Також проаналізувавши матеріал визначино, що для реалістичного зображення місцевості сучасна віртуальна модель повинна містити наступну інформацію:

• дані про рельєф (ЦМР);
• растрові зображення земної поверхні (скановані карти або знімки);
• векторні дані;
• підписи;
• тривимірні об'єкти спеціального призначення (складні моделі, 
  імпортовані з інших програм для створення тривимірної графіки);
• додаткові растрові зображення або анімації.

Взагалі, наявність чи потрібність використання тих чи інших елементів залежить від того чого прагне досягнути розробник моделі, та які цілі він ставить перед собою.

Подальший розвиток тривимірного моделювання та анімаційних 
технологій приведе до створення віртуальних геозображень, які поєднують в собі властивості карти, перспективного знімка, блок-діаграми та компю’терної анімації.  Саме вони створять ілюзію присутності в реальному просторі та можливості інтерактивної взаємодії з ним.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ:

 

1. Барладін О.В., Даценко Л.М., Ісаєв Д.В. Геоінформаційні технології та підготовка до видання географічних карт і атласів // Вісник геодезії та картографії. –1999. –№3 – С. 49–53.
2. Берлянт А.М. Теория геоизображений / / Берлянт А. М.  – М.: ГЕОС, 2006. – 262 с.
3. Берлянт А.М. Картоведение: Учебник для вузов/ Берлянт А.М. – М.: Аспект Пресс, 2003. – 478 с.
4. Картографія : підруч. для студ. геогр. ф-тів вищ. навч. закл. / А.П. Божок, А.М. Молочко, В.І. Остроух ; Київ. нац. ун-т ім. Т. Шевченка. - К. : Київ. ун-т, 2008. - 271 с.
5. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы: Учебное пособие для вузов. – М.: Златоуст, 2000. – С. 222
6. Бут Б. ArcGIS 3DAnalyst: Руководство пользователя. – М.: Дата+, 2002. – 243 с.

 

7. Бурштинська Х. В., Заяць О.С., Лелюх Д.І. Цифрове моделювання рельєфу за картометричними даними // Геодезія, картографія  та аерофотознімання. – 2004. – випуск 65. – С. 81-87
8. Василиха І. Ю. Особливості цифрового моделювання складних типів рельєфу // Геодезія, картографія  та аерофотознімання. – 2007. – випуск 68. – С. 269-279
9. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунови В.С., др. Геоинформатика: Учеб. для студ. вузов; Под ред. В. С. Тикунова. — М.: Издательский центр «Академия», 2000. – С. 322
10. Корбутяк П.В. Методическое пособие по практическому изучению Autodesk Land Desctop; М.- 2004. – С.54
11. Леонтев О. К., Рычагов Г. И. Общая геоморфология:  Учеб. для студ. геогр. спец. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1988. – С. 319
12. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. – М.: КДУ, 2008. – 424 с.
14. Назаров А. С. Фотограмметрия: учебное пособие для студентов вузов; Мн. : ТетраСстемс, 2006. – С. 256-296
15. Никонов П.Р., ArcGIS 3D Analyst3D визуализация, топографический анализ,построение поверхностей; ESRI White Paper,  2002. – С.14
16. Олійник Я. Б., Шищенко П. Г., Степаненко А. В., Масляк П. О. Географія: Навч. посіб. Для старшокласників та абітурієнтів. Відповіді на усі питання нової програми. – 5-те вид.,перероб. і доп. – К.: Т-во «Знання», КОО, 2006. – С. 455
17. Світличний О.О., Плотницький С.В. Основи геоінформатики: Навчальний посібник / За заг. ред. О.О. Світличного. – Суми: ВТД «Університетська книга», 2006. – 295 с.
18. Силкин К. Ю. Геоинформационная система Golden Software Surfer 8, Учебно-методическое пособие для вузов, Издательскополиграфический центр Воронежского государственного университета 2008. ‒ С. 65
19. Скворцов А.В. Геоинформатика. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006. – 336 с.
20. Филатов В. Н., Мазур К. В. Основние проблемы пространственного представления местности в цифрових картографических изделиях // Геодезия и картография. – 2007. - №4. – С.35-38
21. Фирсов Г. Ю. Цифровие модели рельефа дна в електронной геодезии // Геодезия и картография. – 2008. - №4. – С.49-53
22. Хромых О.В. Компьютерная графика для географов: Учеб. пособие. – Томск: Изд-во Том.ун-та, 2003. – 108 с.
24. www.agnitum.com/
25. http://www.credospb.com/
26. http://www.gisa.ru/
27. http://gis-lab.info/
28. http://gis.talka2000.ru/