Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ методов и аппаратно-программных средств при 3D-моделировании по данным ЛЛ 12
1. Г Возможности использования лазерного сканирования для построения ЗБ-моделей различного назначения 12
1.2 Принципы получения и представления пространствен-ных данных методом ЛЛ. 17
1.3. Методы полуавтоматической векторизации данных наземной лазерной локации. 21
1.4 Форматы хранения и передачи данных ЛЛ и трёхмерных полигональных моделей,особенности работыс ними... 24
1.5 Выбор программно-аппаратной платформы для ЗВ-моделирования...ЗТ<
1.5.1 Обзор и анализ программных средств, применяемых для 3D- моделирования 31
1.5.2 Описание программной платформы для ЗО-моделирования 36
1.6 Возможности системы ЗО-моделирования 3ds Мах 39
Выводы. 42
2. Разработка методов и технологии представления и импорта данных НЛС в программную среду для ЗБ-моделирования 44
2.1 Представление данных НЛЛ как массива точек, составленных из объектов Point Helper класса Helpers .44
2.2 Представление данных НЛЛ как триангуляционной ЗБ-модели типа Editable Mesh (Редактируемая Триангуляционная Сеть) .46
2.3 Представление данных НЛЛ в виде «облака точек». 53
Выводы 54
3. Разработка технологий создания и обработки ЗБ-моделей с использованием данных НЛЛ 56
3.1 Выбор точек по различным алгоритмам и создания на их основе отдельных массивов точек 56
3.2 Триангуляция массива точек. Технология создания горизоналей рельефа местности по триангуляционным моделям 58
3.3 Технология автоматизированной корректировки топологической структуры триангуляционных моделей с проверкой их пространственного положения 66
Выводы 75
4. Обмен ЗБ-моделями с ГИС 76
4.1 Экспорт 3D-MO дел ей 76
4.1.1 Экспорт ЗБ-моде л ей в Google Earth 76
4.1.2 Экспорт ЗО-моделей в Arclnfo 79
4.2 Возможности импорта ЗВ-моделей из ГИС в системы 3D-моделирования 81
Выводы 84
Заключение 85
Список использованных источников: 89
Приложения 94
- Принципы получения и представления пространствен-ных данных методом ЛЛ.
- Представление данных НЛЛ как триангуляционной ЗБ-модели типа Editable Mesh (Редактируемая Триангуляционная Сеть)
- Триангуляция массива точек. Технология создания горизоналей рельефа местности по триангуляционным моделям
- Экспорт ЗБ-моде л ей в Google Earth
Введение к работе
Актуальность. Лазерное сканирование, появившись на российском рынке менее 10 лет назад, постепенно находит применение при решении всё большего круга задач. Это — оперативный . контроль строительства инженерных сооружений и мониторинг их состояния при эксплуатации, создание или восстановление чертежей, и ЗБ-моделирование сложных архитектурных объектов: скульптурных групп, барельефов, детализированных сооружений, и оперативный мониторинг состояния подземных тоннелей; определение объемов складов, подземных выработок, и получение топопланов различного масштаба, назначения, детализации, и многое другое. Всё это может быть использовано для создания трёхмерного информационного наполнения геоинформационных систем [29].
На основе данных лазерного сканирования могут строиться чертежи зданий и сооружений, горизонтали рельефа местности, цифровые TIN- и GRID-модели рельефа местности, полигональные ЗБ-модели антропогенных объектов. Причём к настоящему времени, несмотря, на ведущиеся успешные исследования в данных областях как в России [8], [21], [4] так и за рубежом [6], [7], [16] не разработано универсальных и эффективных технологий, позволяющих решать эти задачи в автоматическом режиме и с высокой степенью надёжности. Автоматическая векторизация является задачей интеллектуального распознавания отсканированных объектов. При этом часто обработке подлежит участок местности с большим количеством объектов или объект с большим количеством деталей, что сильно усложняет процесс распознавания. Причём в некоторых участках плотность сканирования может являться явно избыточной, а в других - явно недостаточной. Поэтому для создания выходных материалов могут быть использованы и дополнительные данные, например, получаемые с чертежей и планов, фотографии, данные
тахеометрической съёмки, космических изображений или иные трудноструктурируемые материалы,
В итоге, обработку данных лазерного сканирования продолжают осуществлять в полуавтоматическом режиме, причём с использованием сразу нескольких программных пакетов [8], каждый из которых может иметь высокую коммерческую стоимость. В частности, для построения полигональных моделей в геоинформационных системах требуется, чтобы ПО имело возможность работать с большим количеством точек лазерной локации (ТЛЛ), осуществлять их взаимную привязку в единую координатную систему, а также иметь удобный интерфейс и возможности расширения функциональности, позволяющие сэкономить время работы над проектами за счёт адаптации ПО под каждую конкретную задачу, причём создание трёхмерных полигональных моделей должно удовлетворять следующим критериям:
- точность определения пространственного положения объектов
съёмки;
- высокой степенью дешифрируемости объектов съёмки конечным
пользователем;
- поддержки распространённых форматов передачи пространственных
данных.
Кроме того, немаловажным фактором является возможность освоения данного прикладного ПО за ограниченное время и возможность оперативной интеграции получаемых моделей в распространённые ГИС, поддерживающие ЗБ-данные. В частности, важно наличие поддержки основных форматов экспорта данных и возможности создания программных модулей для экспорта в непредусмотренные изначально форматы.
Отсутствие готового программного решения, удовлетворяющего всем вышеперечисленным требованиям, и вызывает необходимость разработки технологии, обеспечивающей наиболее полное решение поставленных задач.
Данная диссертационная работа посвящена разработке технологии построения полигональных ЗБ-моделей для ГИС с использованием данных ЛЛ, с учётом всё возрастающих требований ГИС к их качеству, точности, стоимости и срокам создания.
Целью работы является разработка технологии построения трёхмерных моделей для геоинформационных систем по данным лазерной локации.
Для достижения поставленной цели- требуется решить следующие задачи:
1. Организация программной, среды, позволяющей работать как с
данными лазерной локации, так и со сложными полигональными моделями.
2. Разработка технологии импорта данных ЛЛ в заданную
программную среду с сохранением всей необходимой информации, а также
экспорта создаваемых в ней триангуляционных моделей объектов в ГИС.
3. Обеспечение возможности обработки полученной информации с
учётом её специфики (сравнительно большие объёмы данных,
необходимость редактирования массива точек по различным алгоритмам,
наличие широких возможностей полигонального моделирования и
текстурирования объектов).
Методы исследования.
С целью экспериментального подтверждения теоретических выводов о возможности создания моделей по технологии, предлагаемой в настоящей диссертационной работе, были проведены эксперименты по импорту дискретных данных, полученных с использованием технологии лазерной локации, из нескольких программных сред (Leica Cyclone, Trimble RealWorks и др.) в среду для ЗО-моделирования 3ds Мах. Исследованы возможности перечисленного ПО на основе официальных обучающих материалов и в процессе решения задач по сканированию и моделированию промышленных
и гражданских объектов. Изучены и сопоставлены существующие технологии работы с пространственными данными. Разработаны и апробированы на практике программные средства по импорту, экспорту и обработке пространственных данных.
Положения, выносимые на защиту:
Методика работы с данными ЛЛ в специализированном программном пакете для ЗР-моделирования — Autodesk 3ds Max;
Методы построения полигональных 3d моделей по данным наземного лазерного сканирования в среде для ЗО-моделирования Autodesk 3ds Max;
3) Алгоритмы для чтения и записи пространственных данных в ПО при
ЗО-моделировании с сохранением фотометрических характеристик
изображений, полученных при ЛЛ;
4) Методика обработки данных ЛЛ, позволяющая повысить
эффективность процесса ЗО-моделирования за счёт повышения его
производительности и учёта визуальных особенностей исходного объекта
съёмки.
Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается положительным опытом внедрения предложенной разработки в производственные процессы на каф. ВТиАОАИ МИИГАиК и НІШ «Навгеоком».
Результаты работы докладывались на международном промышленном форуме "GEOFORM+" в 2005 и в 2006 годах; на научном конгрессе «ГЕО-Сибирь» (направление «Геодезия, картография, маркшейдерия») в 2006г. в Новосибирске; на конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых в МИИГАиК в 2008г.; на всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2005» и «НТТМ-2006» в Москве.
Принципы получения и представления пространствен-ных данных методом ЛЛ.
Лазерно-локационное изображение представляет собой упорядоченную в пространстве количественную и качественную информацию об объекте моделирования и может быть использовано для определения пространственных координат любой точки (или части) объекта, измерений геометрических параметров и дешифрирования. При этом технологии обработки данных ЛЛ далеки от совершенства. Важно научиться максимально полно использовать этот ресурс при разработке ГИС, для чего необходимо учитывать особенности, характерные для данного источника информации.
Рассмотрим подробнее принципы получения и представления данных НЛС. На рис. 1.2 приведена простейшая схема работы лазерного сканера, на рис. 1.3 дано описание основных блоков прибора.
Получение пространственных координат объектов системами лазерной локации осуществляется путём точного задания направления распространения лазерного луча и последовательного измерения расстояния до объекта при сканирующем изменении направления луча с определённым шагом [9]. Итоговым результатом сессии сканирования является массив точечных измерений координат, также называемый «облаком точек», находящихся в единой относительной системе координат. При невозможности охватить за один приём сканирования (одним «сканом») весь необходимый участок процесс повторяют необходимое число раз с различных положений сканера.
Затем полученные разрозненные сканы — отдельные массивы точек — приводят к заданной единой системе координат. Данная операция производится одним или несколькими из нижеперечисленных способов: - с использованием специальных марок, каждая их которых присутствует сразу на нескольких сканах. Они распознаются с максимально возможной точностью; - по характерным участкам сканов, соответствующим одинаковым участкам сканируемой территории. Существует множество алгоритмов автоматической привязки массивов точек, в том числе и оперирующие не только координатами точек [34], [35], но в данном направлении продолжаются исследования по уменьшению времени выполнения и увеличению качества работы алгоритмов привязки [1], [6]; - с определением положения и направления сканирования при помощи GPS и тахеометрической съёмки; - другими методами.
Выбор расположения марок и характерных участков сканов для взаимной привязки облаков точек сильно влияет на точность приведения облаков точек к единой системе координат, однако при выборе данных для совмещения отдельных сканов следует учитывать и пространственное расположение участков привязки относительно точки стояния сканера и направления сканирования [18].
Ввиду большого объёма данных, зачастую, избыточного, для решения поставленных конкретных задач, на протяжении всей технологической цепочки возможна фильтрация получаемых данных по плотности съёмки, точностным характеристикам сканов, а также удаление точек, соответствующих лишним объектам, в случае, если объём занимаемой ими памяти оказывается сравним с полезными данными. Также в процессе полевых работ с использованием встроенного в систему ЛЛ или обычного цифрового фотоаппарата проводится фотографирование сканируемых объектов. Эти данные используются для более точного наведения сканера на объекты съёмки и выделения нужных областей непосредственно перед сканированием (в случае использования встроенного цифрового фотоаппарата), а также для добавления получаемым точкам информации о реальном цвете объекта. При камеральной обработке данные о цвете используется для дешифрирования объектов и автоматизированной классификации точек.
Формируемый в итоге массив точек может содержать следующие данные по каждой точке: - координаты X, Y, Z в трёхмерной декартовой системе координат; - значения интенсивности отраженного сигнала; - R, G, В - три цветовых составляющих спектральной яркости объекта в видимом диапазоне. В файл проекта также может добавляться служебная информация: о положениях сканера; количестве, типе и положении марок; фотографии; времени проведения съёмки; точки могут быть группированы по положениям сканера, отдельным сканам с одной позиции и т.д.
Получаемый массив пространственных данных является, в определённой степени, математической моделью снимаемого участка местности, в пределах точности проведения съёмки. Для систем НЛЛ работающих на участках в несколько десятков метров величина ошибки изменения координат составляет несколько миллиметров. Поэтому данные материалы можно использовать для проведения измерений и построения трёхмерных моделей для геоинформационных систем, что и является целью данной работы.
Представление данных НЛЛ как триангуляционной ЗБ-модели типа Editable Mesh (Редактируемая Триангуляционная Сеть)
Намного более удобным вариантом представления массива точек является построение ЗБ-модели, как триангуляционной сети, созданной на основе «облака точек». Рассмотрим самый простой вариант, когда триангуляция осуществляется в программе для проведения лазерного сканирования и первичной обработки - Leica Cyclone.
В Cyclone возможно построение триангуляционной сети тремя способами, фигурирующими в программе как basic meshing, complex meshing и TIN. Отличия между ними можно видеть на рисунке 2.3. Цифры обозначают: 1) исходное облако точек, 2) метод Complex Meshing, 3) метод Basic Meshing, 4) метод TEST. Из анализа результатов построения триангуляционных сетей каждым из представленных способов, автором был выбран последний. TIN riangular Irregular Network (Нерегулярная Триангуляционная Сеть) -особенно подходит для построения моделей рельефа или относительно плоских участков поверхности, так как строится методом триангуляции Делоне по одной из 3-х плоскостей XY, YZ или YZ в рабочей системе координат.
Двумерная триангуляция называется триангуляцией Делоне, если описанная вокруг каждого треугольника окружность будет свободна от точек [36]. Получаемые треугольники будут стремиться к равноугольности.
В Cyclone триангуляция строится по точкам, расположенным в трёхмерном пространстве [31]. Но при построении TIN, точки всё равно проецируются на плоскость, после чего по ним строится триангуляция Делоне (рис. 2.3). Полученные треугольники снова возвращаются в 3D. Как результат, получаемая модель не только не имеет внутренних отверстий, но и края модели, благодаря небольшой модификации алгоритма триангуляции, являются выпуклыми.
Полученная триангуляционная сетка может импортироваться через формат .DXF в 3ds Мах, в котором предстаёт как триангуляционная модель Editable Mesh (Редактируемая Триангуляционная Сеть). Данный тип геометрических объектов задаётся массивами вершин (vertices) и треугольников (triangles). Также в 3ds Мах существует улучшенный тип сетей — Editable Poly (Редактируемая Полигональная Сеть). Он представляет собой иной тип записи данных, включающий в себя рёбра полигонов (edges). Внесённые усовершенствования позволяют использовать более функциональный инструментарий для редактирования топологической структуры моделей, который может использоваться для прореживания моделей и другой их обработки. Также в Editable Poly полигоны, из которых состоит объект, автоматически разбиваются на треугольники.
Несмотря на схожесть описания и инструментария, различия имеющиеся между типами представления SD-моделей Редактируемая Триангуляционная Сеть и Редактируемая Полигональная Сеть проявляют себя при работе с данными ЛЛ. Речь идёт об объёме памяти, занимаемом моделью. Различие в несколько раз кажется несущественным для небольших моделей, но триангуляционные сети, построенные на основе «облаков точек», подчас занимают в памяти компьютера несколько гигабайт и более, что часто играет критическую роль при выборе типа представления данных.
При импорте данных способом, рассматриваемым в данном подразделе, есть ещё одна особенность представления данных, на которую стоит обратить внимание. Это текстурные координаты, определяющие проекцию текстуры на объект, при которой положение соответствующих пикселей текстуры одновременно задаётся и в трёхмерной локальной системе координат объекта, и в двумерной системе координат текстуры. Они предназначены для определения метода наложения текстуры на созданную модель, но в описываемом случае переноса SD-модели являются лишними, ввиду чего необходимо проконтролировать их отсутствие во избежание удвоения памяти, занимаемой моделью. За данную функцию алгоритма импорта отвечает настройка "Texture mapping" с двумя опциями: а) no mapping coordinates; б) generate coordinates for all objects.
Технология векторизации данных лазерной локации, описанная выше, в настоящее время уже применяется, но имеет ряд недостатков, которые до сих пор не были решены. Первый из них касается передачи в 3ds Мах цветовой характеристики точек ЛЛ - как реального цвета сканируемого объекта в RGB [07], так и интенсивности отражённого сигнала. 3ds Мах позволяет хранить данные о цвете вершины в специальном цветовом канале. Возможно даже задание одной вершине несколько цветов, разделяя их по цветовым каналам. Однако проблему передачи этих данных из ПО для проведения НЛЛ ранее решить не удавалось. Исследование характеристик формата .DXF показало, что его спецификации позволяют сохранять цвета вершин. Потеря этих данных происходит непосредственно при импорте из-за отсутствия реализации данной функции в плагине импорта 3ds Мах. Так как данная проблема не решается разработчиками с выпуском новых версий, имеет смысл рассмотреть другие возможные форматы.
Из представленных таблиц видно, что общих форматов данных, кроме .DXF, у описываемых программных средств нет. Писать собственный плагин для чтения .DXF-файлов представляется нерациональной задачей, ввиду громоздкости данного формата. Среди форматов, представленных в таблице был выбран формат .MSH, для которого автором настоящей работы и была написана соответствующая программа на языке MaxScript.
Сформулируем цель программы - импорт облака точек в виде триангуляционной ЗБ-модели из ПО Leica Cyclone в Autodesk 3ds Мах с сохранением цветовой информации импортируемых точек. Помимо решения основной задачи - чтения файла в .MSH-формате в память и создание в 3ds Мах объекта класса Editable Mesh - в ней нужно, заранее предусмотрев возможные трудности, учесть ряд важных нюансов, для того, чтобы программой мог пользоваться не только её создатель: - создать интерфейс ввода пути к файлу и настроек импорта; - проконтролировать выделение необходимого объёма оперативной памяти для операции импорта - значение глобальной переменной heapSize; - проконтролировать совпадение системных (в 3ds Мах) единиц измерения с импортируемыми, обеспечив пользователю быструю возможность смены соответствующей настройки (выбор системных единиц) ; - ввести функцию автоматического повышения контраста цветов импортируемых точек в целях улучшения дешифрируемости; - автоматически включать отображение цвета модели в окнах проекции. Эти функции были в программу добавлены. Окна интерфейса данного модуля приведенные на рисунке 2.5. Полный текст сценария представлен в Приложении 1. Рис. 2.5 Окна программы импорта .msh-файлов
Чтобы уменьшить объём памяти, занимаемый моделью, избавиться от необходимости проведения корректной триангуляции и сделать визуальное отображение массива точек более удобным для обработки, можно импортировать только «облако точек». Это можно реализовать следующим образом. Для задания объекта класса Editable Mesh используются массив точек и массив треугольников, задаваемый номерами точек, то есть номерами элементов первого массива. В случае попытки создания объекта класса Редактируемая Сеть при пустом втором массиве, объект всё равно будет создан. При этом визуальное отображение составляющих его вершин можно включить соответствующей опцией в свойствах объекта или сразу в скрипте.
Триангуляция массива точек. Технология создания горизоналей рельефа местности по триангуляционным моделям
Следующей обязательной для реализации операцией над облаком точек является построение триангуляционной сети. Это важная ступень проверки встроенного языка написания сценариев на соответствие поставленным задачам. Как один из методов построения триангуляционной сети рассмотрим построение триангуляции Делоне. Автором был написан средствами MaxScript тестовый алгоритм двумерной триангуляции Делоне - триангуляции, удовлетворяющей условию, что описанная вокруг каждого треугольника окружность будет свободна от заданных точек триангуляции (Рис. 3.2). При этом получаемые треугольники будут стремиться к равноугольности. Рис. 3.2 Триангуляция Делоне Несмотря на то, что точки расположены в 3D, при реализации двумерной триангуляции они проецируются на плоскость, и только тогда по ним строится триангуляция Делоне. Полученные треугольники снова возвращаются в 3D. В представленном скрипте пользователю предоставляется возможность выбора плоскости проецирования: XY, YZ, XZ а также плоскости XY локальной системы координат любого заданного объекта сцены. Существующие алгоритмы триангуляции Делоне делятся на следующие типы: а) итеративный - частичное добавление точек в уже построенную триангуляцию; б) слияния - разбиение множества точек на подмножества, построение триангуляции на этих подмножествах и объединение этих триангуляции в одно целое; в) прямого построения - перестроение имеющейся триангуляции в соответствии с условием Делоне; г) двупроходные — построение триангуляции с последующей проверкой её на условие Делоне.
Для написания тестового алгоритма был выбран итеративный вариант построения триангуляции. Кратко его можно описать следующим образом: - облако точек записывается в массив 3x1, содержащий только пространственные декартовы координаты точек х,у и z; - находятся 2 левые верхние точки в проекции массива точек на плоскость XY (построением прямой у=х, проходящей через каждую точку) ; - в массив будущих активных («живых») рёбер, то есть тех, которые будут использоваться в дальнейшем процессе триангуляции, помещается первое ребро в виде массива #(vertexl, vertex2, direction), где vertexl и vertex2 - порядковые номера вершин, задающих данное ребро, из массива вершин, а direction (переменная класса Boolean) — направление дальнейшей триангуляции от данного ребра (вверх или вниз по оси Y от прямой, отрезком которой является данное ребро); - от каждого ребра из массива «живых» по проекции точек на плоскость XY выбирается новая точка в направлении direction, для которой угол между рёбрами, проведёнными от неё до двух вершин ребра будет наибольшим (условие Делоне).
Данный алгоритм является тестовой реализацией, наглядно показывающий возможность создания триангуляции Делоне в среде MaxScript. Однако для реальных проектов планируется использовать не итеративный, а более совершенные алгоритмы триангуляции Делоне, оптимизированные по временным затратам. Также скорость выполнения триангуляции планируется повышать реализацией алгоритма триангуляции как встраиваемого программного модуля (plug-in).
После проведения триангуляции в ряде проектов возникает простая, но часто встречающаяся задача подсчёта площади триангулированного участка. В 3ds Мах изначально не предусмотрена данная операция, только на уровне MaxScript реализована функция подсчёта площади треугольника.
Интерфейс полученной программы и результаты её работы на тестовом участке представлены ниже, на рис. 3.4 и 3.5. Помимо основных операторов для работы вершинами сплайнов, MaxScript содержит операторы, облегчающие решение поставленных задач, например, функцию, автоматически расставляющую вершины сплайна на заданном интервале. Эта функция также была использована в программе.
Автором предлагается технология обработки моделей технологических объектов, созданных в программной среде Trimble RealWorks Survey (RWS), включающая в себя автоматизированную корректировку топологической структуры триангуляционных моделей, проверку моделей на дубликаты по пространственному положению, а также осуществление конвертирования указанных моделей в твердотельный формат, пригодный для импорта в AutoCAD и Microstation.
Пакет RealWorks Survey предназначен для обработки данных НЛЛ, включая пространственную привязку данных, редактирование массива точек, построение триангуляции и другую обработку. От аналогов данный пакет отличает относительная простота освоения при сохранении высокой функциональности. Данный пакет позволяет создавать ЗБ-модели объектов различных типов, от моделей рельефа с автоматизированным построением горизонталей и расчётом объёма до моделей технологических узлов предприятий с последующим экспортом их в AutoCAD и MicroStation. В случае возникновения задач второго типа — моделирования для CAD-систем — важной характеристикой получаемых объектов становится возможность представления SD-моделей в твёрдотельном формате. Это является стандартным требованием из-за того, что некоторые операции обработки моделей в CAD-пакетах, такие как расчёт объёмов и построение сечений, могут осуществляться только над твердотельными (solid) объектами.
Модели, создаваемые рассматриваемым пакетом RealWorks Survey удовлетворяют данному требованию лишь частично, то есть, при использовании определённых инструментов моделирования, получаемые модели не являются твердотельными. Поэтому приходится либо ограничивать используемый инструментарий программы, причём, операции, использование которых может привести к потере моделями твердотельного формата, заранее неизвестны, либо искать альтернативное ПО, которое подчас требует более высокой квалификации пользователей и имеет более высокую стоимость.
Предлагаемая автором технология позволяет в короткие сроки производить корректировку моделей, созданных в RealWorks Survey, приводя их к твердотельному формату. На представленном рис. 3.8 приведён пример, когда объекты одного и того же типа (цилиндр) экспортируются в другие программы как объекты разных геометрических типов. Автоматизированное нахождение и исправление объектов, содержащих разного рода ошибки, при сравнительно большом общем числе объектов позволяет на несколько дней сократить время проверки выполняемого проекта.
Экспорт ЗБ-моде л ей в Google Earth
Google Earth относится к геоинформационным системам, предоставляющим пространственные данные конечному пользователю посредством сети Интернет (веб-ГИС). Выпущенная на рынок компанией Google в 2005 году, данная программная среда позволяет просматривать спутниковые снимки Земли высокого разрешения с использованием интерфейсов аппаратного ускорения трёхмерной графики OpenGL и Direct3D. Пользователь, управляя положением виртуальной камеры, может легко виртуально перемещаться в любую точку планеты.
Помимо данных спутниковой съёмки, система позволяет вводить и визуализировать большое количество дополнительных данных: названия населённых пунктов, улиц, дорог, организаций и так далее. Слой геоданных позволяет пользователям вводить геопривязанные и синхронизированные через Интернет метки со ссылками на фото- и гипертекстовые ресурсы, обмениваясь этими метками между собой.
Перенос моделей из 3ds Мах в Google Earth можно осуществлять через формат .3ds. Сохранение в формат .3ds, как правило, проходит без проблем, но экспортируемые модели должны удовлетворять ряду правил -при их создании не должны использоваться технологии, не поддерживаемые данным форматом, а именно (данные ограничения приведены в терминах среды 3ds Мах): - составные материалы (материалы — функции, определяющие взаимодействие объекта со светом виртуальной сцены, — состоящие из нескольких других материалов); - любые материалы, отличные от типа Стандартный; - каналы карт (map channel) — технология, позволяющая задавать одному объекту сразу несколько систем текстурных координат, отдельно управляющих проекциями разных текстур объекта; - «лишние» модификаторы. Экспортируемые объекты должны быть представлены в виде редактируемых триангуляционных или полигональных сетей без использования модификаторов — специальных операций, применяемых к объекту в заданном порядке и изменяющих его топологию, текстурные координаты или иные свойства. При этом изменения являются обратимыми, и отменяются при отключении или удалении соответствующих модификаторов из списка воздействующих на данный объект; - названия текстур, в формате, отличном от так называемого «8.3», предусматривающего отведение до 8-ми символов для имени файла и 3-х символов для расширения файла. Помимо этого, текстуры должны находиться в том же каталоге, что и .3ёз-файл; полный путь файла не должен содержать русскоязычных или иных нелатинских символов.
После сохранения моделей в формат .3ds, одним из вариантов импорта их в Google Earth является преобразование их к формату .kml ( .kmz) через программу Google SketchUp — небольшому ЗЭ-редактору, от компании Google, являющимся относительно простым по функциональности и считающимся интуитивным в освоении. Одним из основных его применений является создание моделей (или конвертирование их) для Google Earth. Подробно описывать процесс импорта в данной работе не представляется необходимым, следует лишь кратко отметить, что для задания моделям пространственного положения используется кнопка Get Current View из панели инструментов Getting Started.
Геоинформационная система ArcGIS, выпускаемая американской компанией ESRI, является целым семейством программных продуктов для создания, анализа и визуализации пространственной информации, включающим в себя: - настольные ГИС - ArcReader, Arc View, ArcEditor, Arclnfo; - серверные ГИС - ArcGIS Server, ArcIMS, ArcSDE; - инструменты разработчиков ГИС - ArcGIS engine; - мобильные ГИС - ArcPad. Помимо этого, семейство ArcGIS содержит более десятка дополнительных модулей, включающих в себя программные средства для проведения пространственного анализа растровых данных и триангуляционных полигональных сетей, построения диаграмм, подготовки карт к печати, конвертации пространственных данных в различные форматы, автоматизированной векторизации карт, а также другой программный инструментарий.
