Liu Xiaoshenga, Liu Chuanli - ИЗСЛЕДВАНЕ НА ПРОСТРАНСТВЕНО МОДЕЛИРАНЕ НА ТРИИЗМЕРНИ ОБЕКТИ
Автор:Liu Xiaoshenga, Liu Chuanli
Автор на превода (от английски):А.А. Паршутина
Източник:School of Environmental & Строително инженерство, Университет за наука и технологии в Дзянси, 86 HongQi Road, Ганжоу, Дзянси
Традиционната двуизмерна ихнография може да предложи голямо количество географска информация и функции за анализ на тази информация. Но поради ограниченията на модела на данните, двумерната система има непреодолими недостатъци. На първо място, двумерната система използва плоски фигури: точки, линии и равнини, за да опише истинската същност. Но тъй като светът е триизмерен, традиционните двуизмерни системи съхраняват непълно описание на многоизмерни пространствени данни. Тъй като 2D системата е базирана на символи, тя описва виртуалната реалност по много абстрактен начин и няма ефективно средство за превод на географски данни и резултати от анализи в информация, която е ясно разбираема за потребителите, така че приложението на 2D системата в много индустрии е значително ограничено.
Следователно създаването на реални и осезаеми триизмерни пространствени модели на обект и реализирането на реалистично възпроизвеждане на триизмерен терен чрез познаване на географските информационни системи и компютърните науки е изключително актуална работа.
Има различни теренни обекти, като планински райони, пътища, сгради и растителност и т.н. За реалистична реконструкция на обективния свят в компютър, един вид триизмерно моделиране на тези различни обекти е незаменим. В момента има много видове триизмерни модели: триизмерен, повърхностен модел ии т.н. Въпреки това е много трудно да се създаде универсален модел, който да отговаря на различните системни изисквания.
3D моделиране на терена
В 3D ГИС реконструкцията на терена се извършва с помощта на цифров модел на релефа (DEM), който включва: модел на контурна линия, модел с правилна квадратна мрежа (RSG) и модел с триангулирана неправилна мрежа (TIN).
Разликите между тези три модела са представени в таблица 1.
Таблица 1 - Характеристики на моделите на терена
Модел на контурна линия
Модел с обикновена квадратна мрежа (RSG)
Модел на триангулирана неправилна мрежа (TIN).
Тъй като контурът на модела не може да покаже на потребителя интуитивните характеристики на терена, TIN и RSG обикновено се използват като метод за 3D моделиране.
В сравнение с TIN, RSG има следните предимства: проста структура на данните, по-малко памет, удобен и ефективен анализ и изчисление, директен симулационен метод и т.н. От друга страна, RSGима своите недостатъци, например несъответствието между характеристиките на терена и конвенционалните данни.
TIN напълно отразява характеристиките на терена. Този модел на данни се използва за моделиране на неравен терен. TIN също намира повърхност за приближаване, която ще бъде полезна за опростяване на модела на терена. Разбира се, тези предимства са довели до сложността на съхранението на данни поради голямото количество информация.
Строителството се извършва на два етапа:
1. Създаване на TIN от отделни точки на височина или контур;
2. Създаване на RSG от TIN чрез интерполация.
Цялата зона, чийто модел трябва да бъде създаден, е разделена на отделни секции.
По този начин се получават райони с еднакво ниво на височина и райони, където има значителни промени в релефа.
По-нататъшното моделиране се извършва с помощта на TIN за райони, където теренът варира значително, и с помощта на RSG за равнинни зони.
Този метод ви позволява да комбинирате висока точност на конструкцията и малко количество данни.
Могат да се използват различни методи за създаване на TIN. Например, можете да получите даден модел от отделни точки на височина или контур.
Тази задача може да се изпълни с помощта на 3D модула на софтуерния продукт ArcGIS.
За да се моделира най-реалистичният терен, трябва да се приложи алгоритъм за интерполация.
След моделиране на отделни участъци с помощта на TIN или RSG, те трябва да бъдат сглобени, след което се прилага алгоритъм за изглаждане на повърхността.
Прилагането на метода за интегриране на модел с правилна квадратна мрежа (RSG) и модел с триангулирана неправилна мрежа (TIN) описва по-точно терена и също така заема по-малко RAM.
Списък на използваната литература
1.LIЦинцюан. Придобиване в реално време, моделиране и визуализация на 3D пространствени данни [M]. Ухан: Загриженост за книгите на университета Ухан, 2003 г. 2. LI Zhilin, ZHU Qing. Цифров модел на надморската височина[M].Wuhan: Wuhan University book concern, 2000.3, стр.1–2. 3. TAN Renchun, JIANG Wenping. Събиране на данни и моделиране на сградата в 3D GIS[J] Инженерство на геодезия и картографиране, 2003, 12(1). – 20–23. 4. ДЖОУ Сюе-мей, Ду Ши-пей. Изследване на изграждането на модел на данни и проектиране на алгоритми за 3D ГИС визуализация [J]. Вестник на Технологичния университет в Гуейджоу (издание за естествени науки). 2003, 32 (4). – 55–58.