ГИС "Панорама"

Построение и анализ поверхностей

Формирование матрицы, представляющей собой поверхность значений моделируемой характеристики

ГИС «Карта 2011» позволяет создавать и анализировать модели поверхностей, отражающих изменение заданной характеристики. Модель поверхности может отображать такие свойства местности как высоты рельефа, концентрацию загрязнения, количество осадков, уровень радиации, удалённость от заданного объекта и другие. Модель может быть сформирована в виде матрицы высот (MTW) или матрицы качеств (MTQ). Исходными данными для создания модели могут быть объекты векторной карты или информация из базы данных.

Отображение трехмерной модели

Матрица высот рельефа местности строится по информации объектов карты, имеющих абсолютную высоту или 3D-метрику. Матрица высот используется в таких задачах анализа рельефа, как построение профилей и зон видимости, вычисление длины и площади объектов с учётом рельефа, расчёт объёмов земляных работ, моделирование зон затопления, определение направлений склонов, формирование трёхмерной карты местности и других.

Матрица высот рельефа позволяет оценить спектр высот (статистику поверхности) заданного участка местности, получить отмывку рельефа в виде растра.

По матрице высот можно сформировать 3D-метрику заданных объектов, а также выполнить автоматическое создание изолиний (горизонталей). В ГИС «Карта 2011» имеется возможность построения поверхности уклонов в виде матрицы качеств, элементы которой содержат среднее или максимальное значение уклона в градусах между соседними ячейками матрицы высот.

С использованием матрицы высот можно построить растр качеств, отображающий направления склонов рельефа местности. ГИС «Карта 2011» позволяет выполнять сравнение, объединение и нарезку матриц высот.

Трехмерная карта направлений склонов
Статистика поверхности удаленности

Матрица качеств представляет собой поверхность значений заданной моделируемой характеристики. Исходными данными для построения матрицы качеств могут быть значения семантической характеристики объектов векторной карты или выбранных полей таблицы базы данных.

Для отображения элементов матрицы качеств используется палитра, задаваемая при создании матрицы или в задаче «Легенда карты». Цвета палитры матрицы качеств соответствуют диапазонам значений моделируемой характеристики.

Матрицу качеств можно использовать в задачах анализа моделируемой характеристики – выбор значения в заданной точке, построение профиля, вычисление объёма для заданного объекта или области, статистика поверхности, построение зон соответствия набору условий.

В ГИС «Карта 2011» имеется возможность построения поверхности удалённости в виде матрицы качеств, содержащей расстояния от точек местности до заданных объектов. Поверхность плотности формируется в виде матрицы, содержащей значения концентрации заданных объектов на единице площади.

Поверхность концентрации выхлопных газов
Профиль по поверхности плотности

Матрица качеств может содержать такие данные, как тип растительности, тип землевладения, плотность застройки, степень проходимости, максимальная высота, территориальная принадлежность, количество жителей и другие.

ГИС «Карта 2011» поволяет построить поверхность стоимости, значения элементов которой определяются по заданной семантике площадных объектов. В элементы поверхности стоимости может заноситься абсолютное значение стоимости (семантики) или удельная стоимость, приведённая к единице площади. Расчёты по поверхности стоимости позволяют определить соотношения длин и объёмов заданных объектов в стоимостном выражении.

Модель поверхности, представленная матрицей качеств, может быть преобразована путём выполнения набора арифметических и логических операций над её элементами. Матрица качеств позволяет выполнять анализ моделируемой характеристики путём поиска областей, в которых значения характеристики удовлетворяют набору заданных условий. Результаты анализа сохраняются в виде растрового изображения или в виде матрицы качеств.

Вычисление объемов по семантике

При наличии нескольких моделей для заданной характеристики на одну и ту же территорию, но на различные моменты времени, пользователь может оценить динамику произошедших изменений в задаче «Мультипликация данных».

Для построения и анализа поверхностей может использоваться TIN (Triangulated Irregular Network). TIN может представлять собой рельеф местности или поверхность, отражающую изменение заданной характеристики. TIN-модель рельефа представляет собой многогранную поверхность - нерегулярную сеть треугольников, вершинами которых являются исходные опорные точки, а также точки метрики структурных линий (хребты, линии водотока, автомагистрали и т.п.) и площадей заполнения постоянным значением (водные поверхности с постоянной высотой). Исходные точки для построения TIN-модели могут располагаться с переменной плотностью в зависимости от изменений формы моделируемой поверхности, что позволяет создать эффективную и точную модель.

Плоское отображение TIN-модели рельефа выполняется с использованием палитры матрицы высот. В схематичном виде TIN-модель отображается рёбрами составляющих её треугольников, при этом простые рёбра, рёбра структурных линий и площадей заполнения имеют разные цвета.

TIN-модель применяется в задачах анализа рельефа местности - построение профилей и зон видимости, вычисление длины и площади объектов с учётом рельефа, расчёт объёмов земляных работ, моделирование зон затопления, определение направлений склонов, формирование трёхмерной карты местности и других.

Отображение TIN-модели в схематичном видеПостроение профиля рельефа с использованием TIN-моделиТрёхмерная карта местности, сформированная по TIN-модели

TIN-модель может быть построена по объектам карты, 3D-метрика которых содержит результаты измерений заданной характеристики. Построенную модель можно использовать в задачах анализа моделируемой характеристики – выбор значения в заданной точке, построение профиля, вычисление объёма для заданного объекта или области, статистика поверхности, построение зон соответствия набору условий.