Тикунов В. С. Геоинформатика. Компоненты виртуальной модели местности. Цифровая модель рельефа. Растровые изображения.

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

Компоненты виртуальной модели местности. В настоящее время подавляющее количество моделей строится в общеземных прямоугольных системах координат (например, Гаусса-Крюгера), что облегчает добавление в модель новых данных. Однако построение модели в этом случае требует привязки всех данных, использованных в работе. Для реалистичного представления местности современная виртуальная модель должна содержать следующую информацию:
• данные о рельефе (цифровую модель рельефа — ЦМР);
• растровые изображения земной поверхности (сканированные карты либо снимки);
• векторные данные;
• подписи;
• трехмерные объекты специального назначения (сложные модели, импортированные из других программ для создания трехмерной графики);
• дополнительные растровые изображения или анимации.

Цифровая модель рельефа. Одной из наиболее важных составляющих ВММ является ЦМР (см. 2.2.3). Степень соответствия виртуальной модели реальной местности в основном зависит от точности передачи рельефа земной поверхности. Чем точнее и детальнее модель рельефа, тем более реалистична модель. Однако при визуализации трехмерных сцен на обсчет ЦМР может уходить от 50 до 98% вычислительных мощностей компьютера, и потому излишняя подробность при передаче земной поверхности нецелесообразна.
Степень подробности рельефа зависит от целей и возможностей создателя ВММ. Однако нужно отметить, что местность становится «узнаваемой» только при использовании данных масштаба 1:200 000 и крупнее. Модели, построенные по данным более мелкого масштаба, хорошо передают структуру хребтов в горных районах, однако узнаются эти хребты только при обзоре их с больших высот — в несколько раз выше самих хребтов (табл. 2.6).

Таблица 2.6. Узнаваемость местности в зависимости от масштаба (доступно при скачивании полной версии книги)

Вообще можно сказать, что при построении ЦМР по отечественным топографическим картам какого-либо масштаба разрешение регулярной модели рельефа должно составлять 0,4-0,5 мм в масштабе карты. Более крупный шаг сетки приводит к потере «узнаваемости», более мелкий — к излишней трате машинных ресурсов без необходимости.

Растровые изображения. В настоящее время при создании ВММ широко распространена «драпировка» ЦМР растровыми картами либо космическими снимками.
Покрытие ЦМР растровыми геоизображениями очень помогает при ориентации на модели, привнося в ВММ колоссальное количество новых сведений о местности, и делая ее действительно реалистичной.
Драпировка модели картами встречается чаще, так как карты дешевле, их проще обрабатывать и вносить в модель. Использование космических снимков требует больших затрат на их закупку, обработку, сшивку и различные виды коррекции. Однако реалистичность модели, драпированной аэро- или космическими снимками, гораздо выше, чем у модели, в которой использовались топографические карты.

Как правило, в драпировке модели участвует несколько растровых изображений. Для их использования в ВММ необходимо привязать каждое из них к избранной системе координат, после чего, как правило, изображения объединяются в одну или несколько мозаик более мелких снимков. Делается это, в основном, по двум причинам:
1) меньшее количество файлов проще и быстрее обрабатывать;
2) некоторые программы не могут использовать в моделях наслаивающиеся друг на друга растры (Virtual GIS) или делают это некорректно.

При построении мозаичных изображений в настоящее время применяются алгоритмы автоматического взаимного выравнивания гистограмм, что позволяет сделать линию стыка изображений невидимой. После построения мозаики ее цвета могут быть скорректированы в любом графическом редакторе (например, Adobe Photoshop).
Для того чтобы карты, натянутые на модель, смотрелись четко и красиво, сканирование бумажных карт должно вестись с разрешением не менее 300 точек на дюйм.
Оптимальным соотношением между разрешением цифровой модели рельефа и разрешением растров является отношение 1:4—1:8, т.е. при разрешении ЦМР 100 м растр должен иметь разрешение 12 — 25 м на местности.

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