Кеннет Филд, специалист Esriпо разработке картографических систем и продуктов
New Heights for Terrain Mapping
Набор инструментов Terrain Tools позволяет представлять рельеф в ArcGIS с помощью новых и более художественных способов.
Стандартные методы представления рельефа, такие как отмывка, являются достаточными для многих приложений, но вы можете представлять рельеф при различных условиях освещения или, возможно, использовать для этого более художественные приемы. Тогда вам может понадобиться пройти чуть дальше, чем создание простой отмывки. По этой причине (и потому, что нам нравится создавать инструменты, которые расширяют наши возможности!) мы создали набор инструментов, называемый Terrain Tools, который поможет вам поднять ваше картографирование рельефа на новую высоту.
Картографические исследования часто приводят к совершенствованию методов, моделей и инструментов, которые дополняют или расширяют то, что вы находите в программном обеспечении «из коробки». Их зачастую бывает трудно найти, они скрыты в журнальных статьях или их непросто реализовать. Поэтому мы собрали некоторые из этих идей и рабочие процессы в набор инструментов Terrain Tools, предоставляющий возможности для создания альтернативных представлений рельефа в ArcGIS (ArcMap и ArcGIS Pro). Этот набор предназначен для расширения стандартного набора инструментов «из коробки» для представления рельефа в ГИС, помогает вам быть более творческими, мыслить более критически при выборе вариантов оформления и выйти за пределы параметров по умолчанию.
Вы можете загрузить из ArcGIS Online (www.arcgis.com, поиск по «Terrain Tools Sample v1.1») zip-файл, содержащий сам набор инструментов (текущая версия 1.1), примеры данных, документацию, а также документ карты ArcMap (ArcMap Map Document) и проект ArcGIS Pro (ArcGIS Pro Project). Map Document и Pro Project также включают результирующие слои, так что вы можете увидеть, как работают инструменты перед их использованием с вашими данными.
Важно отметить, что приведенные примеры показывают результаты запуска инструментов по умолчанию. Они являются отправной точкой, и многие инструменты позволяют гибко изменять параметры и настраивать ваши выходные данные. Документация представлена в формате практикума и включает обсуждение каждого инструмента и инструкцию по применению. Поскольку инструменты написаны на Python, они могут быть просмотрены, изменены и использованы в качестве отправной точки для дальнейшего развития.
Примеры представления рельефа с помощью некоторых инструментов из набора Terrain Tools.
Примеры выходных данных, которые вы сможете получать, запустивTerrain Tools, показаны на приведенных рисунках.
Terrain Tools объединяют несколько ранее существующих инструментов, которые были доступны в виде моделей (построенных с помощью ModelBuilder). Они были переписаны и оптимизированы в виде скриптов на языке Python, что способствовало улучшению стабильности и скорости обработки. Кроме того, ряд новых инструментов были либо написаны (на основе оригинальных алгоритмов), либо оптимизированы в виде скриптов Python на основе кодированных образцов.
Одной из изюминок Terrain Tools является новый инструмент Кластерная отмывка (Cluster Hillshade, светотеневая пластика при боковом освещении), который предоставляет возможность сделать очень детальную и художественно привлекательную отмывку. Это примерно похоже на то, что вы можете получить с помощью автоматизированного процесса классической, нарисованной от руки отмывки рельефа, – и все это просто вводом цифровой модели рельефа (Digital Elevation Model) и нажатием кнопки мыши.
Способ Танака (Tanaka method) (Освещенные горизонтали с послойной окраской) для создания подсвеченных контуров и контуров с заливкой, также включен в данный набор, изображение одного поверх другого приведено на рисунке.
Инструмент 3D Choropleth добавляет глубину картограммам за счет второго информационного сегмента или путем показа вариации в пределах одного класса.
Не были проигнорированы и тематические карты. Инструменты прекрасно подходят для любого входного растра (например, статистической поверхности, а не DEM), но есть также специальный инструмент 3DChoropleth (3D мозаика, трехмерные картограммы), полезный для добавления глубины мозаике, кодирования второго слоя информации или как способ, чтобы увидеть вариации в пределах одного класса интервала.
Есть еще много инструментов для изучения и последующего использования и, безусловно, скрипты полностью открыты для возможности дальнейшей настройки.
Ниже приводится перечень инструментов, составляющий выборочную совокупность TerrainTools, и дано их краткое описание.
MDOW (Multi—DirectionalObliqueWeighted) – модель отмывки (отмывка при комбинированном освещении). Создает отмывку, акцентирующую наклонное освещение на всех поверхностях при помощи более чем одного азимута освещения.
SwissHillshade («Швейцарский» метод отмывки) – строит и затем объединяет несколько отмывок, чтобы получить желто-синий «швейцарский» эффект.
ClusterHillshades (Кластерные отмывки; Светотеневая пластика) – это набор из трех инструментов, в котором используется кластеризация по методу k-средних для создания плавного изменения локальных условий освещенности при создании отмывки, чтобы получить потрясающие результаты.
Инструменты Cluster Hillshade используют кластеризацию для плавного изменения условий освещенности при создании художественной отмывки.
SkyModels (Модель совмещения освещения поверхности в разные моменты времени) – строит несколько отмывок с изменяющимся азимутом, зенитом и интенсивностью источника света и объединяет их во взвешенный результат для создания отмывки при различных условиях освещения с эффектами подсветки.
HistoricDot (Пунктирная линия) – создает и отображает контуры с помощью исторической пунктирной линии и изменяет общий вид, убирая контуры для малых значений углов наклона.
FilledContours ( Контур с заливкой; Изолинии с послойной окраской) – создает и отображает вложенные полигоны, такие как площади, равные по значению высоты, разграниченные линиями.
IlluminatedContours ( Подсвеченные изолинии; Освещенные горизонтали) – аналитическая версия способа освещенные горизонтали с послойной окраской, позволяет отображать контуры, включающие окраску и разную толщину подсвеченных и не подсвеченных контурных линий.
Hachures ( Штриховки; Штрихи крутизны) – создает отмывку, иллюстрирующую трехмерное изображение рельефа на двумерной карте с помощью коротких штрихов, которые отображают уклон и экспозицию.
Shadowlines (Теневые штрихи) – художественный метод рисования, в котором линии переменной толщины и ориентации передают тональные вариации, связанные с растушевкой и затушевкой.
Результаты, получаемые при помощи инструментов Illuminated Contours и Filled Contours, использующих способ Танака для создания подсвеченных контуров и контуров с заливкой.
Chromastereoscopictinting (Цветное стереоскопическое тенение; Создание стереоскопической модели с использованием цвета) – техника, с помощью которой кодируются значения глубины по цвету, и которая, если смотреть через очки, дает голографическое 3D изображение данных. Очки не входят!
3DChoropleth (3D мозаика; Трехмерные картограммы) – вдыхает жизнь в технологии картограмм путем создания многократной отмывки, что подчеркивает различия между статистическими поверхностями.
Заключение. Мы в долгу за содействие, оказанное рядом ключевых исследователей, которые помогли в разработке этих инструментов. Вы найдете ссылки на их оригинальные работы в документации и в справке.
Мы надеемся, вам понравятся эти инструменты, если вы ищете более продвинутые методы отмывки или просто что-нибудь более художественное. Используйте их в качестве отправной точки для вдохновения и поделитесь вашими достижениями!
Для того, чтобы эти инструменты заработали, необходимо установить Python в ArcGIS.
