ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ГИС

Яндекс.ДиректСмотрите ТВ прямо в браузереbrowser.yandex.ru 18+

Яндекс.ДиректБесплатный учебник по BIMУзнать большеautodesk.ru18+

В последние несколько лет в компьютерной картографии начало формироваться новое направление — виртуальное моделирование и картографирование. «Virtual» в переводе с английского означает фактический, действительный, в смысле, близком к понятию «реальный». В науке, технике, философии и логике этот термин имеет и другие смысловые оттенки — возможный, потенциальный; не существующий, но способный возникнуть при определенных условиях; временный или непродолжительно существующий; не реальный, но практически неотличимый от реального.

В технической практике виртуальная реальность рассматривается как искусственный мир, созданный компьютером, в который человек может погружаться и с которым может взаимодействовать. Для этого созданы особые очки, шлемы-дисплеи, позволяющие видеть эту «параллельную реальность» стереоскопически и даже фиксировать состояние и реакции наблюдателя. Разработаны различные тренажеры и манипуляторы (например, специальные перчатки), с помощью которых можно «ощущать» искусственно созданные объекты и управлять их положением, передавая на монитор импульсы от движения рук и пальцев.

В современной компьютерной картографии виртуальная реальность предстает как некое искусственное построение, модель реального или абстрактного объекта или ситуации, которая существует в программно управляемой среде. С ними можно взаимодействовать — управлять ими, решать определенные задачи и принимать решения — с помощью определенных программ. Всякое геоизображение предстает в графической образной форме, имеет проекцию, масштаб и обладает генерализованностью. Сам процесс создания таких изображений называют виртуальным моделированием, иногда как синоним употребляют термин «виртуальное картографирование».

Визуализация виртуальной реальности опирается, прежде всего, на применение эффектов трехмерности и анимации. Именно они создают иллюзию присутствия и перемещения в объемном пространстве. При этом реализуются четыре главных свойства виртуальной реальности:

• • сочетание в одном геоизображении свойств карты, перспективного снимка, блок-диаграммы и анимации;
• • возможность программного управления этим синтезированным геоизображением;
• • интерактивное взаимодействие с самим геоизображением и окружающей его виртуальной средой;
• • уменьшение свойств знаковости и условности геоизображения, придание ему реалистических черт.

Разработка виртуальных карт представляет собой трудоемкий процесс. Схематично его можно описать так. В первую очередь создается цифровая модель рельефа, которая затем сопоставляется с фотоизображением этой местности, полученным в результате дистанционной съемки. Следующий этап — это нанесение тематического содержания, цветовое оформление и компоновка геоизображения. В заключение определяются узловые сцены и выбирается траектория движения или вращения модели. При этом компьютерная программа рассчитывает промежуточные кадры и запускает анимацию. Современные информационные средства позволяют создать эффекты окружающей среды и добавить мультимедийное сопровождение. Таким образом, система виртуального моделирования содержит три подсистемы: формирования виртуальной модели; управления средой и изменения ее параметров; внесения из базы данных дополнительной информации, новых, в том числе абстрактных объектов.

В технологиях виртуального моделирования большую роль играет анимационное картографирование. Речь идет о создании и анализе карт в реальном или близком к реальному времени. Прообраз анимации — традиционные карты динамики, на которых фиксируются состояния объектов в разные моменты времени. Серии таких карт показывают последовательность смены ситуаций, подобно мультипликации. Анимации в ГИС чаще всего используются для слежения за быстро меняющимися событиями и явлениями (погодные условия, наводнения, лесные пожары) и для мониторинга состояния окружающей среды. Также их используют для визуализации медленно протекающих процессов, таких как меандрирование рек, и даже для палеогеографических реконструкций, например, моделирования раскола праматерика Гондвана и перемещения континентов.

Практически все настольные и профессиональные ГИС обеспечивают самые разные варианты и комбинации анимаций. Наиболее востребованными анимационными эффектами являются (Бер-лянт,2007):

• • перемещение всего картографического изображения или отдельных его объектов по экрану;
• • мультипликационный показ последовательности карт-кадров или блок-диаграмм и покадровый просмотр;
• • изменение отдельных элементов карты, их размеров, формы, ориентации, мигание знаков, изменение окраски, «подсвечивание» или «затенение» отдельных участков;
• • изменение проекции и перспективы, вращение;
• • варьирование масштабом, использование эффекта наплыва или удаления объекта;
• • эффекты движения над картой с разной скоростью.

При виртуальном моделировании широко используют звуковое сопровождение, встроенные программные модули дают возможность воспроизводить реальные звуки, варьировать их громкость, высоту и продолжительность в зависимости от характера объекта. Разработка виртуальных моделей ориентирована преимущественно на решение практических задач: мониторинг, проектирование, строительство, оценка воздействия на окружающую среду.

Виртуальные модели получили распространение и в интернет-среде. Сетевые сервисы являются доступным, оперативным, функциональным инструментом, который используют пользователи самых разных уровней. Весьма востребованным является сервис, позволяющий проложить оптимальный маршрут между двумя пунктами, или поиск адреса. В Рунете распространены интерактивные карты практически всех крупных городов России. Рассмотрим наиболее распространенные сервисы, представленные в российской зоне Интернета.

Сервис «Яндекс. Карты» (http://maps.yandex.ru). Здесь представлены карты Москвы и Московской области, Санкт-Петербурга и крупнейших российских городов: Владивостока, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода, Ростова-на-Дону и многих других. Имеются карты популярных исторических мест зарубежья. Актуальной опцией является отображение автомобильных пробок в онлайн-режиме, возможность проложить оптимальным маршрут, узнать местоположение интересующего пользователя объекта: театр, ресторан, пункты обмена валюты и т. д. Дружественный интерфейс позволяет пользователю с легкостью сориентироваться в незнакомой местности, а также получить перечень объектов, располагающихся рядом с заданным названием. Это решение очень удобно для тех, кто собирается приехать в город и хочет посетить определенные места. Популярность сервиса повысилась с разработкой версии для мобильных телефонов. «Яндекс. Карты» относится к типичным вьюверам (рис. 52).

Рис. 52. Сервис «Яндекс. Карты»

Сервис «Рамблер. На карте» (www.nakarte.ru) имеет функции, аналогичные сервису Янвдекс. Здесь представлены карты России и мира, возможен поиск не только географических объектов, но и некоторых достопримечательностей, располагающихся в крупнейших российских городах (рис. 53).

Одним из наиболее функциональных является специализированный картографический информационно-справочный сервер «Единая карта» (www.eatlas.ru). Он содержит интерактивные карты не только крупных городов России, но и большинства стран мира. При этом карты на сервере представлены различные по тематике геоизображения: политико-административные, физические и другие, а также имеется описательная информация об интересующем пользователя объекте. В функции сервиса входит и пользовательская настройка интерфейса (рис. 54).

? « О » Щ И.-*... •• А •

Рис. 53. Сервис «Рамблер. На карте»

Рис. 54. Ресурс «Единая карта»

На популярном почтовом портале mail.ru (www.maps.mail.ru) также имеется интерактивный атлас. Основное предназначение этого картографического сервиса состоит в поиске достопримечательностей и мест отдыха. Полноценная и мобильная версии позволяют быть в курсе оперативных событий, получать информацию о пробках. Пользователям сервиса доступны стандартные возможности — мож-

Рис. 55. Сервис «Mail.ru карты»

но изменять масштаб просмотра, также перемещаться по карте, задавать поиск объектов (рис. 55).

Для столицы России разработан детальный картографический справочник, располагающийся по адресу www.moscowmap.ru. Удобная поисковая система позволяет осуществлять расширенный поиск по улицам Москвы, по адресу, станциям метро или названию. База геоданных содержит сведения об улицах, вокзалах, транспортных маршрутах и т. д. В данном сервисе имеется экологическая карта, отображающая сведения о распределении загрязняющих веществ в атмосфере города (рис. 56).

Повышается популярность портала «Мир карт» (www.mirkart.ru). Здесь представлены карты не только крупнейших городов, но и карты регионов России и мира. Особого внимания заслуживает подборка тематических карт. Сервис обладает хорошей навигацией, содержит справочные сведения, позволяет осуществлять детализацию информации. Одной из особенностей портала является возможность редактирования. Пользователь может добавлять собственную информацию на карту, создавать картографические атласы, ориентированные на персональные данные, которые будут доступны при любом сеансе работы с сервисом (рис. 57).

Функциональностью и простотой отличается сервис Дубльв18 (www.2gis.ru), который отображает информацию о более чем 130 горо-

*ИЧ

КАРТА МОСКВЫ

mcscowmap.ru *?-Т •

Рис. 56. Ресурс «Карта Москвы»

НАЙТИ ИА КАРТЕ

ввкзшхв

Иягаракг пн. « -ар-. :

• ? АШ **Я.1 я- .і іі-ЗАа¹»
• ? *’-Т*Г-У>^,П<—г»»*
• ? І^ТйДгПІ-ЕГ
• ? Лрядо.*
• ? <я«яик

‘ <-.-рэдп. 2;-:л,с^чч;'--:сиЯ и

Liru.ii. у йик иы

• ? Чф
• ? ‘І.-,ги&ъьлл «иу*Ик
• ? Чут^чиїх
• ? іиуннД сегэг>:.д
• ? Ікик-иЬл.-.г.
• ? Іуі4>Г
• ? ^ ті. г. іі.т Ппін-
• ? Оіп-і •• «»л*Т*
• ? -~у.»гя
• ? ;^;йа
• ? Хяйял:**.*
• ? ІйЧ-ЧД
• 4р%гм« карг*
• ? ЯНКИ ПСГП .1 »'І-1

Н-шмілим*

і ВЛАДИВОСТОК! к»іиіігь>д«и и. и ииич іа> <и^м

при млшатми на кпрту:

• пм'.ч.л ин?::*-яим< иачтрироіа-.

_Гя*л.<4иг. и и«и"ї:аать

*!*Т^-!!' : Г УIV і .'?1^,.!^,.ґ ! і .'!Г Г..УІУ

*.Т**.и4і

мисшіиб: IV ш

іиімс к упиніїї:

ш

• аалкг* чіт* « улий, ля а-: .агта;

иоклчлть мл карт»:

Лыликш «і.'.'.: а

оОимміь к»ріу

? Гп;;*-дз стганн-? • ? пзз*<те ? Пг>з;:;-»з і-исср»»>_ия ? У:.г.-гл • р»™»^ ? <снт?.<-ть ? іонз—е

Сэрупрт. К ІгТї-ІДПІЬ .та Нар Ргрл? УяЬсчвв СНІ

Рис. 57. Ресурс «Мир карт»

дах России. Благодаря собственным са11-центрам, располагающимся в крупных городах, электронный справочник предоставляет своевременную и достоверную информацию и может быть установлен на персональном компьютере, ноутбуке или мобильном телефоне. Помимо этого можно воспользоваться версией онлайн (рис. 58).

Рис. 58. Онлайн-версия 2GIS

Англоязычные порталы также содержат множество интерактивных онлайн-сервисов. Но лидирующее место занимает Google (maps.google.com), имеющий детальную картографическую информацию практически обо всех участках Земли. Сервис использует всю мощь поисковых инструментов, а также позволяет получить трехмерное изображение земной поверхности. Для улучшения качества работы и получения оперативной информации можно воспользоваться программным продуктом Google Earth (earth.google.com), установив который пользователь получает дополнительные возможности и удобства, включая функции редактирования (рис. 59).

Достаточно функциональным сервисом для путешественников является www.mapquest.com, где имеется информация о просматриваемом городе, аэропортах, достопримечательностях и т. д. Для большинства найденных объектов отображаются их координаты, что удобно при прокладке оптимального маршрута (рис. 60).

Информативным и удобным представляется ресурс, размещенный на www.multumap.com, который предлагает просмотреть карты

Рис. 59. Google Maps

mapquest m°

>г

near you л

Рис. 60. Ресурс МарОиеь!

практически всех стран мира. Страна может быть выбрана из списка либо задана вручную. При этом выделенную область можно не только увидеть на обшей карте, но и получить дополнительную информацию о просматриваемом объекте: географические координаты, транспортные магистрали и другие полезные сведения. Для пользователей, приобретших полную версию продукта, доступна, например, информация о погоде, детальное описание маршрута и др.

Вопросы для самоконтроля

• 1. Каковы свойства виртуальной реальности?
• 2. Что такое виртуальное картографирование?
• 3. Какие анимационные эффекты востребованы в ГИС?
• 4. Какие картографические сервисы представлены в Интернете? Чем они характеризуются?

ЗАДАНИЕ НА СЕМИНАР № 4

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: