Скачать учебники

Тикунов В. С. Геоинформатика. Изображения в неевклидовой метрике. Объемные анаморфозы.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Объемные анаморфозы. Как известно, классическая картография предлагает широко используемый ряд способов изображения, таких, как цвет, штриховки, условные знаки и т.д. С помощью общепринятых методов (например, столбчатые диаграммы) можно отобразить много показателей одновременно — до 30-40, как это иногда встречается на социально-экономических картах. Однако при этом наглядность подобной карты катастрофически падает, и качество ее восприятия начинает приближаться к качеству восприятия таблицы данных, по которой она и была построена. Именно поэтому на картах стараются применять различные способы картографического изображения. Кроме того, важна и эффективность применяемого изобразительного средства. Авторами учебника разработан метод создания и применения нового способа изображения, который в принципе похож на классический способ столбчатых диаграмм, однако обладает рядом преимуществ и большей эффектностью отображения картографируемого показателя.
Суть предлагаемого метода [N. Bogomolov, I. Rylskiy, V.Tikunov, 2002] заключается в следующем. Даны два показателя, нуждающиеся в картографировании, например, реальный ВНП и численность населения в странах мира. В данном примере показатели взяты за 1996 г. (заметим, что реальный валовой национальный продукт исчислялся в международных долларах на основе паритета покупательной способности валют). Международный доллар имеет ту же покупательную способность по отношению к ВНП, что и доллар США внутри Соединенных Штатов Америки. Реальный ВНП развивающихся стран, обычно значительно превосходящий их номинальный ВНП, точнее отражает уровень благосостояния населения. В противоположность этому потенциал взаимодействия реального ВНП, или ВНП, исчисленного на основе паритета покупательной способности валют, определяется величиной номинального ВНП, который в развивающихся странах, как правило, ниже реального. В соответствии с численностью населения и ВНП строятся анаморфозы, и результатом этого являются двухмерные изображения (см. рис. 27 и 28). Любую из них можно использовать в качестве основы. В наших примерах численность населения будет закладываться в основу анаморфоз, а ВНП характеризоваться на ее фоне. Для каждой страны (если страна имеет несколько контуров — для каждого контура) выбирается точка, принимаемая за ее «центр». Выборка ведется визуально; необходимое условие — нахождение точки внутри контура страны (если страна имеет несколько контуров — внутри каждого контура соответственно). Выборка центров ведется в декартовой (X, Y) системе координат по анаморфированному изображению. Всем точкам границ государств присваивается значение координаты Z = 0, а всем центрам государств — значение Z, равное значению картографируемого показателя (у нас — ВНП). Если теперь по полученному набору точек построить поверхность в автоматическом режиме (методом триангуляции Делоне), то в результате получится набор многогранных пирамид, у которых основание будет иметь контур, совпадающий с границей страны в метрике анаморфозы, а число граней будет равняться количеству точек-узлов ломаной, оконтуривающей данную страну.
Анаморфоза мира по численности населения обладает следующим свойством — площадь каждой страны пропорциональна численности ее населения. Высота пирамиды, построенной нами, пропорциональна ВНП. Как известно, объем пирамиды равен V=SH/3, где S— площадь основания; Н – высота пирамиды. Следовательно, объем полученной пирамиды пропорционален ВНП данной страны.
Отметим сразу, что визуально сравнить объемы ВНП двух стран довольно трудно, так как очертания каждой пирамиды уникальны и имеют неправильную форму.
К положительным особенностям данного изображения следует отнести, несомненно, эффектность результирующего изображения. Проведение сравнений и выделение аномалий облегчено. Мы отображаем два показателя, не используя, фактически, ни одного из общепринятых в картографии методов, и оставляя их про запас. Вся информация о двух характеристиках объектов содержится в их облике.
Возможно также и построение столбчатых диаграмм по анаморфозе, однако результат читается и воспринимается хуже из-за того, что одни страны закрывают другие; стран с низким ВНП в окружении соседей с высоким ВНП просто не будет видно. Плохо виден нулевой уровень. Пирамидальные блок-диаграммы свободны от этого недостатка. Они показывают нулевой уровень для каждого контура страны. Обеспечивается также хороший обзор — практически любая страна может быть рассмотрена.
Технология создания такого изображения довольна проста. Так, основанием для построения изображения послужили: политическая карта мира, данные о численности населения и реального ВНП за 1996 г. Исходная карта мира была преобразована в анаморфоз по алгоритму [С. М. Гусейн-Заде, В.С.Тикунов, 1999]. Результирующие данные (файлы с координатами точек и топологией объектов) были преобразованы в формат ГИС Arc View 3.0 (файлы полигональных тем) с помощью конвертера для последующего экспорта в растровый формат *.jpg. Экспортировано было два файла, одинаковых по размеру растров: один — черно-белый (1), с контурами границ государств, другой — цветной (2), с заливкой этих же государств уникальными цветами. Черно-белый растр был автоматически векторизован и атрибутирован с помощью программы Raster2Vector (Able Software), и в ней же были нанесены и атрибутированы центральные точки полигонов. Результат работ был сохранен в файле формата *.sdl, затем переконвертирован в файл *.con, являющийся исходным для работы программы DEMI, выполняющей построение поверхности по заданному массиву нерегулярно расположенных точек. Результаты работы сохранены в файле формата *.dem, который представляет регулярную сетку точек с определенными высотами. С помощью конвертера файл данного типа был сохранен в формате *.bmp (градации серого, чем выше — тем белее, чем ниже — чернее). После этого в пакете 3D-Studio MAX 2.5 (на основании полученного bmp-файла) из регулярной сетки размером 300х300 была «выдавлена» (процедура Tesselate) трехмерная поверхность с построенными на ней пирамидальными блок-диаграммами. После этого данная поверхность была «обклеена» цветным растровым изображением — для облегчения пользования данным изображением. Поскольку для детального рассмотрения данную поверхность можно визуализировать с какой угодно стороны, было построено несколько изображений различных регионов земного шара (рис. 1 цв. вкл.).

< Изображения в неевклидовой метрике. Картоиды. «Мысленные» изображения. Анаморфозы

Содержание книги "Тикунов В. С. Геоинформатика."

Использование анаморфоз. >

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

При копировании информации обязательны прямые ссылки на сайт, а также на авторов книг.
Все книги являются собственностью их авторов и служат исключительно для ознакомления.
© Edu-Knigi.ru, 2011. © Дизайн и программирование от студии "ПСГ".