Моделирование поверхностей при помощи 3D Analyst и Spatial Analyst

 

Министерство образования и науки РФ

Югорский государственный университет

Институт природопользования

Кафедра экологии и природопользования

Отчет по курсовой работе по предмету

«Геоинформационные системы и технологии»

Тема:

«Моделирование поверхностей при помощи 3D Analyst и Spatial Analyst»

Выполнила студентка гр. 2700б

Паришкура А.А.

Преподаватель

К.М.Кочнев

Ханты-Мансийск 2013 г

Оглавление

Введение

Используемые средства и технологии

ArcGIS Spatial Analyst

ArcGIS 3D Analyst

Ход работы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

С помощью программы ArcGis можно выполнить задачу географической информационный системы (ГИС) любого уровня сложности. Сегодня тысячи различных организаций и сотни тысяч пользователей используют технологии ГИС для изучения и обработки разнообразных наборов географически связанной информации. ArcGIS позволяет визуализировать большие объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В среде создаются и редактируются карты всех масштабов: от планов земельных участков до карты мира. ArcGIS является масштабируемой системой для создания, управления, интеграции и анализа географических данных для любой организации, от индивидуума до большой корпорации. Учитывая то, что ГИС распространяется на новые области применения и новые сообщества пользователей, ArcGIS решает также задачи предложения и получения данных и соответствующих ГИС-услуг для пользователей по всему миру. Сильные функции редактирования, анализа и моделирования вместе с самыми современными моделями данных и управлением, делают семейство программных продуктов ArcGIS лидером среди программного обеспечения ГИС.

Цель данной работы: Научиться создавать ЦМР топокарт, а также создать на основе полученной ЦМР 3D- модели и растрового изображения топокарты.

Задачи:

. Вырезать часть космоснимка (от 60 на 60 до 100 на 100 км);

. Построить ЦМР на эту же зону;

. Реализовать в ArcGlobe трехмерную сцену.

Используемые средства и технологии

Курсовая выполняется в среде ГИС ArcGIS с использованием 3D Analyst, Spatial Analyst, ArcGlobe.

Исходными данными являются слои:.edu - shape-файл с отметками высот;_edu - shape-файл с изолиниями;

_01420060817_541.tif;
5167015_01520060817_541.tif -космоснимок Landsat5 на область Приполярного Урала.

ArcGIS Spatial Analyst

Spatial Analyst предоставляет широкий набор функций пространственного моделирования и анализа, а также позволяет выполнять совместный анализ векторных и растровых данных. С помощью ArcGIS Spatial Analyst можно получать информацию о данных, выявлять пространственные взаимосвязи, находить подходящие местоположения, вычислять стоимость перемещения из одной точки местности в другую.

Модуль ArcGIS Spatial Analyst мощное средство для проведения пространственного анализа данных, добавляющее специфическую функциональность к ArcView 8.1, ArcEditor и ArcInfo. Он объединяет основные функции модулей ArcView Spatial Analyst и ARC GRID системы ArcInfo для рабочих станций.

При помощи ArcGIS Spatial Analyst можно выполнять, например, следующие операции: получение новых данных путем расчетов; определение пространственных взаимосвязей; поиск подходящих местоположений; вычисление стоимости перемещения.

Интерфейс модуля ArcGIS Spatial Analyst добавляется в виде самостоятельной панели к интерфейсу ArcMap. Функции Spatial Analyst могут применяться к слоям, добавляемым к ArcMap, а также к растровым и векторным наборам данных, которые выбираются при помощи браузера файлов, доступного в каждом из диалоговых окон модуля. Функции Spatial Analyst работают также по выборке, сделанной в слоях по атрибутивным или пространственным критериям.

ArcGIS 3D Analyst

3D-Analyst (включает приложение ArcGlobe) позволяет отображать, в том числе на глобусе, и анализировать большие наборы трехмерных географических данных. 3D-Analyst содержит инструменты для трехмерного моделирования: вычисление объема между поверхностями, видимости по линии взгляда, моделирования местности, а также инструменты для анализа поверхностей 3D-Analyst предоставляет интерфейс для реалистичной визуализации пространственных данных, создания трехмерных сцен, анимации, использования трехмерных условных знаков и подписей.

Создание анимации путем сохранения ряда определенных действий, и последующее ее воспроизведение различными способами позволит оживить вашу трехмерную сцену. Таким образом, вы можете динамически визуализировать изменения в перспективе при просмотре сцены, изменения в свойствах сцены, географические перемещения.

Вы можете создать анимацию, которая поможет визуализировать, например, как взаимодействуют спутники на орбитах. Дополнительно вы можете смоделировать вращение Земли и изменения в освещении.

Анимация может состоять из одного ролика или компоноваться из нескольких роликов. В роликах контролируется динамические изменения свойств объекта, таких как цвет фона, видимость слоя или положение камеры.

Ролики состоят из набора кадров. Кадр представляет собой снимок свойств отдельного объекта в определенный момент времени. Объект может быть сценой, слоем или камерой. Например, можно сделать ролик со сценой в качестве объекта, где будет создана анимация кадров, отражающих изменения свойств сцены - скажем, цвет фона будет меняться от белого к черному.

Ход работы

.Открыли в ArcMap слой zones_2700б, в котором находятся прямоугольники для каждого студента, подписанные в поле «Студент» и космоснимки.

Рисунок 1

. Подготовили отдельный слой только с собственным прямоугольником, дали ему соответствующее имя. Действия: выделили прямоугольник, для zones_2700б правой кнопкой открыть диалог, Data/ExportData, в диалоговом указать параметр «SelectedFeatures», сохранили.

Рисунок 2

. Функцией Analysis Tools/Extract/Clip выбрали по своему прямоугольнику фрагмент и фрагмент отметок высот, сохранили их под своим именем.

Рисунок 3

. Вырезали из растра - космоснимка (5167014_01420060817_541.tif или 5167015_01520060817_541.tif) фрагмент по своему прямоугольнику, используя функцию Spatial Analyses Tools/Exraction/Extract by Rectangle. Сохранили фрагмент под своим именем.

Рисунок 4

. Использовали модуль 3D Analyst, функцию Create/Modify TIN создали для своей зоны слой TIN, дали ему имя(Par).

Рисунок 5

. Используя модуль 3D Analyst, функцию Convert/TIN to Raster, создали из TIN цифровую модель рельефа (ЦМР) в формате GRID, дали ему имя. Выбрали размер пикселя грида 30 м, для соответствия разрешению космоснимка. Исследовали получающиеся параметры ЦМР.

Рисунок 6

. Используя калькулятор растров из модуля SpatialAnalyst, увеличили значение каждого пикселя ЦМР вдвое или втрое, сохранили (rastercalc).

Рисунок 7

. Запустили модуль Arclobe, открыли свой фрагмент космоснимка, приблизили к нему разрешение, установили моду навигации в режим «Поверхность», чтобы легко было вращать и осматривать сцену.

Рисунок 8

. Установили свойства космоснимка Elevation в драпировку на основе цифрового слоя, ЦМР с утроенной высотой, получили трехмерный рельеф с драпированным космоснимком.

Рисунок 9

. Повращали сцену, поварьировали с масштабом, попробовали изменить свойства слоя с космоснимком, освещенность, сменили слой ЦМР для драпировки.

Заключение

модель рельеф топокарта растровый

Вырезанная часть космоснимка (от 60 на 60 до 100 на 100 км), построенный ЦМР на эту же зону, реализованная в ArcGlobe трехмерная сцена.

В связи с развитием информационных технологий, созданием цифровых карт различных категорий, интеграции ГИС и технологий дистанционного зондирования происходит дальнейшее накапливание баз пространственно распределенных данных. Анализ и обработка измерений, в том числе, прежде всего, с использованием соответствующих компьютерных систем, становится неотъемлемой частью самых разнообразных отраслей человеческой деятельности. Такой растущий интерес в свою очередь вызвал бурное развитие методов и методик анализа данных.

Список использованной литературы:

Майкл Зейлер. Моделирование нашего мира. Руководство ESRI по проектированию базы геоданных. Пер. с англ. М. ДАТА+, 2001. 254 с.

Боб Бут, Скот Кросье, Джил Кларк, Энди МакДоналд. Построение баз геоданных. М.: ДАТА+, 2003. 426 с.

Джил Маккой. Работа с базами геоданных. Упражнения М.: ДАТА+, 2005. 228 с.

.Кевин Джонстон, Джей М. Вер Хоеф, Константин Криворучко, Нейл Лукас. ArcGIS 9 Geostatistical Analyst. Руководство пользователя, ESRI, USA, 2001, 278 стр.

.Инструмент полета в ArcScene / Data Plus- http://www.dataplus.ru/support/ESRI/ArcGIS/3D%20Analyst/Index.htm.

Министерство образования и науки РФ Югорский государственный университет Институт природопользования Кафедра экологии и природопользования

Больше работ по теме: