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
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.
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
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.