Тикунов В. С. Геоинформатика. Примеры создания виртуальной модели местности.

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

Примеры создания виртуальной модели местности. В качестве примера может быть приведена виртуальная модель Восточной Камчатки (район, включающий Кроноцкий вулкан, Кроноцкое озеро, Долину Гейзеров, кальдеру Узона и побережье Тихого океана). ВММ построена по оцифрованной топографической карте масштаба 1:200 000.
Цифровая модель рельефа построена с использованием горизонталей, точечных отметок высот, урезов воды; учтено наличие на территории озер, постоянных и временных водотоков (рис. 5 цв. вкл.). Построение модели производилось в ArcInfo 8.1. Пространственное разрешение ЦМР — 50 м (избыточное). Вертикальный масштаб —1:1.
В качестве текстуры использованы топографические карты и снимок LANDSAT-7 (рис. 6, 7 цв. вкл.).
Для снимка выполнен синтез голубого, зеленого, красного каналов с разрешением 30 м, и панхроматического канала (разрешение 15 м). В результате полученное изображение имеет разрешение около 15 м на местности. Цвета близки к реальным.
Влияние пространственного разрешения ЦМР и текстуры на вид ВММ показано на рис. 8-12 цв. вкл.
Регулирование прозрачности растровых слоев виртуальной модели осуществляется разными способами. В построенной ВММ использовано два растровых изображения — топографические карты и снимок LANDSAT-7 (рис. 13-19 цв. вкл.).
В заключение отметим такой факт, что в последние годы развитие компьютерной техники идет чрезвычайно стремительными темпами, мощность персональных компьютеров растет очень быстро, и количественные изменения в скорости обработки данных начинают переходить в качественные. Уже сейчас персональный компьютер на базе Pentium 4 с соответствующей конфигурацией способен справиться с обработкой модели, выполненной на территорию размером с половину Европы при детальности рельефа, соответствующей точности топографической карты масштаба 1:100000, и драпированной космическими снимками с разрешением 10-15 м. Дальнейший рост производительности компьютеров позволит переходить ко все более обширным и детальным моделям местности, насыщенным огромным количеством трехмерных объектов, дополнительных изображений и снабженных колоссальными базами данных. Степень реалистичности моделей будет возрастать.
Однако дальнейшее увеличение охвата, детальности и реализма моделей, видимо, может быть сдержано их стоимостью, поскольку большее количество данных высокого разрешения (снимки, карты, ЦМР, базы данных, объекты) и трудозатраты на их обработку приведут к лавинообразному росту стоимости этих моделей. Оправданность таких затрат находится под вопросом.
Мнения о целесообразности применения виртуальных модели в картографии неоднозначны. Несомненно, использование ВММ в учебном процессе оправдано и уместно, однако дальнейший рост детализации и реалистичности здесь не является необходимым. В большинстве случаев ВММ выполняет роль наглядного пособия.
Применение ВММ в демонстрационных целях и на презентациях чрезвычайно эффектно, и здесь степень реализма модели зависит от степени заинтересованности изготовителя модели в эффекте, который она должна произвести на потенциальных клиентов. Однако по своей сути она также недалека от прочих демонстрационных материалов, используемых на подобных мероприятиях.

В настоящее время наиболее вероятными областями практического применения виртуального моделирования являются:
• создание культурно-исторических моделей, реалистично восстанавливающих исторические эпохи, события, ландшафты (для музеев, школ, вузов);
• обучение пилотов различных летательных аппаратов управлению и ориентации на незнакомой местности; особенно это важно для пилотов «малой авиации», летающих в горной местности;
• стратегическое планирование крупных хозяйственных проектов и войсковых операций (люди, принимающие в подобной ситуации решение, зачастую не обладают навыками работы с классическими картографическими материалами);
• рекламно-пропагандистская деятельность.

К сожалению, указанные направления на сегодняшний момент остаются практически единственными областями применения ВММ. Трехмерное представление данных и сложность в написании алгоритмов визуализации не позволяют проводить сколько-нибудь серьезный ГИС-анализ на трехмерном изображении.

Контрольные вопросы

1. Что такое виртуальная модель местности?
2. Существуют ли ограничения на размер виртуальных моделей местности или на их детальность?
3. Каковы основные способы ускорения обработки трехмерных сцен?
4. Возможен ли облет ВММ в реальном времени в 3D Studio MAX?
5. Какие визуальные спецэффекты применяются к трехмерным сценам в Erdas Imagine?
6. Всегда ли увеличение масштаба исходных данных для построения рельефа ведет к увеличению детальности картины?
7. Каков оптимальный размер ячейки ЦМР для построения рельефа по карте масштаба 1:50000?
8. Перечислите недостатки TIN-моделей.
9. Назовите способы размещения подписей в ВММ и возможные методы увеличения их количества.
10. Из каких программных продуктов возможен импорт трехмерных объектов в ВММ?
11. Перечислите недостатки и преимущества записи облета местности в видеофайл.
12. Каково оптимальное соотношение разрешения ЦМР и текстуры модели?

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