на научно-исследовательскую работу магистранта

СОДЕРЖАНИЕ

	ВВЕДЕНИЕ Задание на научно-исследовательскую работу
	Научно- исследовательская работа
1.1	Анализ современных средств, применяемых для создания трехмерных моделей по различным данным
1.2	Классификация САПР по классам
	Моделирование трехмерной модели городской местности в программе ArcView
	Трехмерное моделирование городской местности в AutoCad и 3D StudioMax
	Трехмерное моделирование городской местности в DIGITALS
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

С каждым днем актуальность двумерной картографической информации становится все меньше и меньше, а имеющиеся данные не всегда позволяют быстро и эффективно решить возникшие инженерные задачи с требуемой точностью. Возникает потребность моделирования точной модели реального мира, которая сможет стать основой для моделирования различных ситуаций и решения по ним различных задач.

Существует множество источников получения пространственной информации. Одним из самых простых и наиболее распространенных является использование векторной карты. В этом случае для построения модели рельефа используются структурные линии рельефа и горизонтали. Трехмерные объекты получают путем «выдавливания» следа здания на высоту, соответствующую этажности здания. В качестве данных для текстурирования рельефа в этом случае часто используют растровую карту, а так же имеющиеся для этой местности ортофотопланы. Для сокращения затрат на реалистичную визуализацию 3D объектов используется библиотека искусственно созданных текстур, имитирующих цвет и свойства материалов.

При моделировании города одной из основных проблем является то, что не существует специально адаптированного программного обеспечения, которое бы позволило выполнять весь комплекс этапов моделирования. А именно, являлось бы фотограмметрической станцией, что дает возможность получения пространственных данных по аэрофотосъемке, картографической системой, позволяющей обработать полученную информацию, геоинформационной системой, позволяющей связать модель с атрибутивными и пространственными данными, а так же качественным редактором трехмерной графики. Поэтому возникает потребность использования для построения и визуализации модели нескольких программных продуктов, специализирующихся на конкретном этапе обработки и формирования модели.

Аэрофотосъемка уже давно широко используется для получения пространственной информации, которая является одним из основных источников данных для моделирования реального мира. Одним из видов такого моделирования является трехмерное моделирование городских территорий [1]. С развитием компьютерной графики появилась возможность усовершенствования методов построения не только геометрической модели, но приближение ее к реальному миру путем фотореалистичной визуализации методом текстурирования. Кроме того, данные аэрофотосъемки являются основным источником для текстурирования рельефа и поверхностей [3].

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева

Институт Горно-металлургический

Кафедра «Маркшейдерское дело и геодезия»

Шифр и наименование специальности 6М071100 «Геодезия»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

__________ Сарыбаев О.А.

«_____»_________ 2015 г.

ЗАДАНИЕ

на научно-исследовательскую работу магистранта

Обучающемуся Хоменко Кристине Юрьевне

Тема задания: Анализ создания трехмерных моделей городской местности на основе дистанционного зондирования Земли

Сроки прохождения

Срок сдачи отчета

Дата зачета:

Содержание отчета

Введение

Задание на научно-исследовательскую работу

1 Научно-исследовательская работа

1.1 Анализ современных средств, применяемых для создания

трехмерных моделей по различным данным

1.2 Классификация САПР по классам

2 Моделирование трехмерной модели городской местности в программе ArcView

3 Трехмерное моделирование городской местности в AutoCad и 3D StudioMax

4 Трехмерное моделирование городской местности в DIGITALS

Заключение и выводы

Календарный план

№	Этапы работы, содержание выполняемых работ и заданий	Сроки выполнения	Оценка выпол-нения	Подпись руково-дителя
Начало	Оконча-ние

1.	Анализ современных средств, применяемых для создания трехмерных моделей по различным данным
2.	Моделирование трехмерной модели городской местности в программе ArcView
3.	Трехмерное моделирование городской местности в AutoCad и 3D StudioMax

Руководитель практики

_______________________

(подпись)

Задание получил «__»______________ 2015 г.

_______________________

(подпись)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время для представления пространственных объектов местности широко используются 3D модели, которые позволяют на экране компьютера наблюдать псевдопространственную картину. 3D модель местности обладает гораздо более широкими возможностями, нежели ее двумерный аналог. Наглядно-образный тип мышления играет важную роль в механизмах восприятия окружающего мира и в формировании представлений о нем. Поэтому трехмерные компьютерные модели вызывают большой интерес у пользователей, и такое представление информации предпочтительнее, чем двумерное или 2,5-мерное, которое используется в традиционной картографии.

Трехмерные модели являются исключительно эффективным иллюстративным материалом, так как позволяют рассматривать модель со множества точек пространства. Трехмерное моделирование используется во многих областях человеческой деятельности и позволяет изучать физический объект по его аналогу -3D модели. Например, 3D моделирование широко используется в строительстве, моделировании городских территорий, технических сооружений (например, трубопроводов), в лесном и сельском хозяйстве.

В последние годы 3D технологии существенно расширили границы своего прикладного использования. Трехмерное моделирование стало доступно не только для отдельных сооружений и сетей инженерных коммуникаций, но и для целых городов. Эти модели нашли свое применение в городском планировании, архитектурном и градостроительном проектировании, в муниципальном управлении, образовании.

Создание 3-мерных объектов основано на классической фотограмметрической технологии обработки космических и аэрофотоизображений.

Точность созданных трехмерных моделей коррелирует с точностью исходных данных и соответствует требованиям к детальности, предъявляемым заказчиком. Один и тот же дом может быть представлен как простейший параллелепипед или же, как сложный объект с мельчайшими деталями — трубами и слуховыми окнами. Для исходной фотограмметрической обработки используются снимки с разрешением на местности от единиц до десятков сантиметров. Размеры создаваемых моделей ограничиваются только требованиями заказчика: от сотни квадратных метров на местности до размеров целого города и даже страны.

Одной из наиболее распространенных областей применения цифровых моделей трехмерных объектов является высотный анализ, позволяющий проводить мониторинг зон затопления, рассчитывать объемы возможных земляных работ, проектировать дренажные системы.

Трехмерные модели местности успешно используются в комплексном архитектурном планировании и проектировании зданий и сооружений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Книжников, Ю.Ф. Особенности стереоскопических измерений на цифровых фотограмметрических приборах [Текст] / Ю.Ф. Книжников // Геодезия и Картография. – 2005. – № 12.

[2] Программный комплекс ENVI [Электронный ресурс]: – Режим доступа: http://www.gisa.ru/3430.html.

[3] Компания Leica Geosystems GIS & Mapping объявила о выпуске ERDAS IMAGINE V8.7 Service Pack 2 и Leica Photogrammetry Suite V8.7 Feature Update [Электронный ресурс]: – Режим доступа: http://www.dataplus.ru/News/2005/March/ERDASsp2.htm.

[4] Программный комплекс ERDAS IMAGINE [Электронный ресурс]: – Режим доступа: http://www.gisa.ru/1489.html.

5. Кондратенко, Ю. RealityFlythrough – 3D-модели из 2D-данных / Ю. Кондратенко // Компьютерное Обозрение – 1 июля 2005.

[6] Буров, М.И. Практикум по фотограмметрии [Текст]: учеб. пособие для вузов / М.И. Буров, Б.В. Красноперцев, А.П. Михайлов. – М.: Недра, 1987. – 302 с., ил.

[7] Гук, П.Д. Технология создания карт фототопографическими методами [Текст]: учебное пособие / П.Д. Гук – Новосибирск: НИИГАиК, 1990. – 70 с.

[8] Обзор программного обеспечения для трехмерного моделирования и анимации [электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.ci.ru/inform15_03/p_08.htm.

[9] Введение в Arc Info версии 7.1.1. М.: "ГИСпроект", 1998.

10] Введение в ArcView GIS. Рязань. "РИНФО", 1999.

[11] Настройка ArcView с помошью языка Avenue. Рязань.: "РИНФО", 1996

[12] Берилло А. Современная терминология 3D графики [Электронный ресурс]http://www.ixbt.com/video2/terms2k5.shtml#lod

[13] Song Y., Shan J. Photorealistic building modeling and visualization in 3-d geospatial information system [Электронный ресурс] http://www.isprs.org/congresses/istanbul2004/yf/papers/922.pdf

[14] Гречищев A., Бараниченко В., Монастырев С., Шпильман А., Трехмерное моделирование и фотореалистическая визуализация городских территорий. Газета ArcReview. - 2002. - №7 [Электронный ресурс] http://www.dataplus.ru/arcrev/number_25/12_model.htm

[15] Nour El Din M., Al Khalil O., Grussenmeyer P., Koehl M. Building reconstruction based on three-dimensional photo-models and topologic approaches [Электронный ресурс] http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/28/12/70/PDF/NoureldinAlkhalilGrussenmeyerKoehl_FIG2000.pdf