Впевнені, що у наших читачів ці скорочення не викликають здивування. Для тих, хто приєднався до нашого блогу нещодавно, ми порадимо подивитись пости про цифрові моделі рельєфу та вільні ГІС, зокрема TNTmips.
Свого часу компанія MicroImages допомогла чисельним аспірантам 90-х тим, що у далеку безінтернетну епоху надсилала всім бажаючим компакт-диски з необмеженою у часі версією, яка тоді називалася TNTlite.
Але до справи. Для побудови цифрових моделей у ГІС TNTmips може бути використана вся потужність модуля або ж, згідно з термінологією програми, процесу «Моделювання поверхонь» (Surface Modeling). Набір інструментів для роботи тут дійсно вражаючий. Операції «Підгонка поверхні» (Surface Fitting), «Профілювання» (Profiling), «Тріангуляція» (Triangulation), «Оконтурювання» (Contouring) дозволяють працювати з первинними даними практично будь-якого формату і створювати різноманітні моделі для репрезентації рельєфу місцевості.
За наявності часу та бажання можна провести повний цикл перетворень ваших даних, наприклад, з початкового набору точок через тріангуляційну модель до моделі растрової, наприкінець – побудувати векторний набір профілів рельєфу. Повна схема можливих взмємотрансформацій ЦМР показана на рисунку 1.
Рисунок 1. Можливі варіанти побудови ЦМР, схема побудована на основі буклету
Якщо ви маєте набір даних, що координовані за трьома осями – у найпростішому випадку географічні широта, довгота та абсолютна висота, – можете сміливо починати створювати власний тривимірний світ. Для, напевно, найбільш вживаної операції «Підгонка поверхні» в програмі представлено вісім методів інтерполяції початкових даних, які можуть бути представлені
набором точок,
горизонталей,
тріангуляційною мережею
або набором лінійних паралельних трансект.
Якщо перші три способи подання даних є доволі традиційними, то останній варіант може викликати здивування. Дійсно, для рельєфу цей спосіб збору та представлення даних не є характерним, але ж результати аеромагнітної зйомки, за якої отримуються значення напруженості геомагнітного поля вдовж лінії прольоту літака, матимуть саме такий вигляд. Зрозуміло, що процес «Моделювання поверхонь» може бути використаний для побудови як реальних, так і квазіповерхонь.
Серед зазначених восьми інтерполяційних методів присутні такі популярні як крігінг, метод мінімуму кривизни, метод зворотних відстаней та ін. Для студентського кола безумовно цікавим буде метод профілів, який призначений для інтерполяції горизонталей, які, як відомо, є основним способом представлення висотних даних на топографічних картах. Детальний опис усіх варіантів обробки надається у наборі буклетів допомоги, які можна подивитись на сайті фірми-розробника. Незалежно від обраного методу інтерполяції, результати моделювання ЦМР у всіх випадках матимуть растровий формат.
Для отримання TIN-моделі треба обрати відповідну операцію. Цікаво, що початковими даними можуть бути як векторні, так і растрові дані. Головний метод побудови, звісно, базується на принципі Делоне.
Операція «Оконтурювання» пропонує вирішити нетривіальну задачу – побудувати горизонталі за растровою моделлю висот. Зокрема це може бути цікавим з урахуванням наявності у вільному доступі глобальних ЦМР, які репрезентують практично всю територію суходолу нашої планети та будуються за даними стереоскопічної оптичної та інтерферометричної радіолокаційної космічної зйомки. Незважаючи на всю просунутість такої форми представлення рельєфу, іноді, як кажуть, хочеться чогось простішого, адже наша «картографічна ментальність» сформувалась на основі звичайних карт із традиційним «горизонтальним» способом репрезентації рельєфу.
Рисунок 2. Первинні горизонталі, на фоні растрової ЦМР
Рисунок 3. Відновлені горизонталі, на фоні растрової ЦМР
На рис. 2 і 3 представлено порівняння результатів процедури створення горизонталей за растром із первинними даними, що були зняті з топографічної карти. Схема була найпростіша: 1) векторизували горизонталі з топографічної карти, 2) побудували за ними растрову ЦМР, 3) побудували за ЦМР нові горизонталі. Як бачимо, хоча загальна схожість в рисунках є, але деякі інформаційні втрати присутні. Зрозуміло, що тут грає роль принцип «зіпсованого телефону», адже ми порівнюємо оригінал – ізогіпси з карти, з їх другою похідною – ізогіпсами, що були отримані в результаті обробки растру. А якщо додати, що ці самі первинні горизонталі теж є результатом інтерполяції точкових значень рельєфу, що отримані в ході геодезичних зйомок, то взагалі… Але рук опускати не треба. Питання точності ЦМР є дуже складним, проте піддається вирішенню, розмова про це піде окремо.
Оригінальним варіантом представлення рельєфу є створення серії паралельних вертикальних профілей (stacked profiles) за допомогою операції «Профілювання». Початковими даними виступає растрова модель рельєфу. Після обробки ми отримуємо альтернативний засіб візуалізації тривимірної поверхні з можливістю її розгляду з різних напрямів та з різним вертикальним масштабом (рис. 4-5).
Рисунок 4. ЦМР
 |
 |
Рисунок 5. Результати операції «Профілювання», що виконана під кутом 0 градусів (а) та 45 градусів (б)
Для кожного профілю обирається базова лінія, від якої відраховуються відхилення висот в обидві боки, що відповідно відображається й на профілі. Скажемо відверто, такий спосіб візуалізації не здається нам оптимальним, але, безперечно, є дуже цікавим.
Підводячи підсумки нашого короткого огляду можливостей TNTmips у справі рельєфотворчості, зазначимо її значний потенціал та проанонсуємо, що це не єдиний позитивний момент від використання програми.
Далі буде…
__________________
У цьому пості використана графіка Кріса Коула з Noun Project.
