Система интеграции дистанционных данных в 3D-модель как инструмент решения прикладных задач с помощью методов дистанционного зондирования

Центр сопряженного мониторинга окружающей среды и природных ресурсов (далее – Центр) вот уже несколько лет ведет целенаправленную работу по созданию геоинформационных технологий на основе цифровых 3D-моделей. Геоинформационные технологии и 3D-модели не являются самоцелью: они разрабатываются как инструменты для решения прикладных задач.
Важной составляющей разработок Центра является работа по созданию технологий интеграции дистанционных данных в 3D-модели. Для решения данной задачи была разработана система интеграции дистанционных данных в 3D-модель (далее – система). Система является частью ГИС «АТЛАС», разрабатываемой в настоящее время Центром.
Обработка данных в системе осуществляется в 4 этапа. На первом этапе с помощью БД «Дистанционные данные» выполняется выбор снимков. Далее выбранные снимки преобразуются в изображения с информацией, содержащейся в снимке (например, температурные данные). Этот этап выполняется с помощью программных продуктов сторонних организаций. На третьем этапе для полученного изображения выбирается палитра цветов. На четвертом – полученное изображение по географическим координатам накладывается на сетку рельефа 3D-модели. Также на данном этапе выполняется подгонка полученного изображения при его смещении относительно основных элементов 3D-модели.
На сегодняшний день технология создания и визуализации 3D-моделей уже достаточно проработана. На ее основе созданы 4 модели по Республике Дагестан: «Центральная часть Дагестанского клина», «Город Махачкала», «Республика Дагестан», «Димитровская площадь». 3D-модель состоит из каркаса модели и наложенных (интегрированных) на каркас данных. Каркас модели состоит из сетки рельефа поверхности и блока взаимосвязанных геометрических и географических характеристик модели. Сетка рельефа позволяет отображать интегрируемые данные в трехмерном пространстве, а блок характеристик модели содержит исчерпывающую информацию для преобразования системы координат интегрируемых данных в систему координат модели.
Для интеграции данных в 3D-модели предусмотрены 3 способа:
1)интеграция картографических объектов: реки, водоемы, дороги, населенные пункты, контуры областей и т.д. (выполняется при построении модели);
2)интеграция поверхностных и приповерхностных данных путем их наложения на сетку рельефа поверхности (окраска по альтитуде, по типу растительности, данные дистанционного зондирования и т.д.);
3)интеграция глубинных данных с помощью представления данных по слоям (данные по геологии, геотермии, сейсмологии и т.д.).
Кроме системы интеграции дистанционных данных в ГИС «АТЛАС» имеются системы для интеграции данных по геологии, геотермии, сейсмологии, геодинамике, тектонике и т.д. Важной особенностью созданных 3D-моделей является то, что одновременно в модель можно интегрировать несколько видов данных.
Таким образом, трехмерное представление данных и гибкость систем интеграции ГИС «АТЛАС» позволяют в полной мере осуществлять сопряженный мониторинг исследуемого региона, а также использовать данные дистанционного зондирования для решения прикладных задач по различным направлениям наук о земле.