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Comment interpoler une surface verticale dans ArcScene 10.1


J'ai des données de résistivité électrique avec les valeurs X, Y et Z. J'ai importé ces données dans ArcScene et elles s'affichent sous forme de points dans le sous-sol dans un plan vertical, chacun avec sa propre valeur de résistivité.

Existe-t-il un moyen de créer une surface de valeurs de résistivité verticale ?


Vous ne pouvez pas créer de plans et de surfaces verticaux dans ArcGIS, uniquement en 2.5D. Vous pouvez toutefois les créer dans une application tierce externe, les exporter au format DXF 3D et les importer et les afficher dans ArcScene.


Intersection d'une ligne 3D avec une surface raster

J'ai créé une surface raster composée de valeurs d'altitude (z). J'ai aussi des points avec des valeurs z qui tombent au-dessus et en dessous de cette surface 3D. Il s'agit de points consécutifs qui, dans certains cas, peuvent se situer au-dessous de la surface raster et le point 2 peut être au-dessus. Ce que je dois faire, c'est connecter ces points (et bien d'autres) avec une ligne et découvrir où cette ligne croise la surface raster et extraire cette valeur raster pour cette cellule.

Toute aide serait très appréciée.

par EricRice

Vous pouvez envisager plusieurs approches. Analyse de la ligne de visée (LOS) ou intersection de la ligne 3D avec l'outil Multipatch. Je pense que LOS est plus facile mais ne fonctionne pas bien avec les lignes verticales. Si vous connectez vos points et que la ligne résultante est verticale, envisagez l'option 2. Les deux flux de travail sont décrits ci-dessous.

LOS
1. Exécutez l'outil Construire des lignes de visée pour créer des lignes à partir de vos points. Vous aurez probablement besoin d'un champ de jointure pour vous assurer que les bons points sont connectés.
2. Exécutez l'outil Ligne de visée avec la surface raster et les lignes nouvellement créées. Assurez-vous de renseigner le paramètre de Classe d'entités de points d'obstruction en sortie, car ce sera l'endroit où la ligne touchera réellement la surface.
3. Prenez les points d'obstruction et exécutez l'outil Ajouter des informations Z en utilisant le raster d'altitude comme surface. Vous obtiendrez un attribut de Z contenant la hauteur de la surface à cet endroit.

Intersection de la ligne 3D avec Multipatch
1. Construisez vos lignes de visée comme ci-dessus.
2. Convertissez votre raster en TIN.
3. Créez un polygone suffisamment grand pour contenir tous vos points. Espérons que ce polygone n'aura pas à couvrir toute l'étendue du raster.
4. Exécutez Interpolate Polygon to Multipatch. Cet outil nécessite une surface TIN (D'où l'étape 2).
5. Intersectez vos lignes de visée avec le multipatch à l'aide de l'outil Intersection 3D Line with Multipatch.
6. Avec les points résultants, exécutez l'outil Ajouter des informations Z.

Dans les captures d'écran ci-dessous, notez que ce qui semble être une surface raster ou TIN est en fait la classe d'entités multipatch que j'ai créée. Parce que j'ai utilisé un petit exemple, j'ai pu faire de toute ma surface un multipatch. Je recommande de minimiser votre polygone à l'étendue des points si vous avez un grand raster en termes d'étendue.


Modification de polygones drapés

Les polygones qui couvrent de grandes surfaces, ou cousus ensemble pour couvrir une zone, sont généralement affichés en 3D comme drapés sur la surface d'élévation, comme des images. ArcScene et ArcGlobe disposent tous deux d'outils de mise à jour pour créer des entités surfaciques drapées. Par exemple, vous pouvez esquisser une zone d'intérêt directement dans la vue 3D à l'aide des outils de construction d'édition de polygone.

Il n'est pas recommandé de conserver des entités surfaciques drapées dans une vue 3D. La mise à jour de la géométrie polygonale sur une surface ajoute un niveau de complexité qu'il vaut mieux éviter, et dans ArcGlobe en particulier, le coût de régénération des caches d'affichage après chaque modification rend le processus coûteux. Pour ces raisons, ArcGlobe ne prend pas en charge la sélection ou la mise à jour de polygones drapés existants dans une session de mise à jour.

ArcMap reste le meilleur environnement d'édition pour les polygones qui sont uniquement de nature 2D.


Comment interpoler une surface verticale dans ArcScene 10.1 - Systèmes d'information géographique

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Appliquez vos connaissances SIG dans ce cours sur l'analyse géospatiale, en vous concentrant sur les outils d'analyse, les données 3D, l'utilisation de rasters, de projections et de variables d'environnement. Tout au long des quatre semaines de ce cours, nous travaillerons ensemble sur un projet - quelque chose d'unique à ce cours - de la conception du projet à la récupération des données, à la gestion et au traitement initiaux des données et enfin à nos produits d'analyse. Dans ce cours, vous apprendrez les bases de l'analyse géospatiale et environnementale au cours de quatre modules d'une semaine : Semaine 1 : Visitez ArcToolbox et apprenez à utiliser les outils d'analyse géospatiale courants intégrés à ArcGIS Semaine 2 : Acquérir une compréhension pratique des modèles de données raster : symboliser , reprojetez, superposez et évaluez les rasters. Faites un détour par les modèles de données 3D et l'interpolation des observations en surfaces et rasters 3D Semaine 3 : Approfondissez les projections et les systèmes de coordonnées, qui sont à la base de tous les SIG. Apprenez à utiliser les variables d'environnement pour contraindre vos analyses et obtenir des produits de données de meilleure qualité. Semaine 4 : Développez vos connaissances en symbologie. Apprenez à afficher visuellement vos données en les classant dans des regroupements logiques, puis en les symbolisant sur votre carte. Suivez l'analyse géospatiale et environnementale en tant que cours autonome ou dans le cadre de la spécialisation en systèmes d'information géographique (SIG). Vous devez avoir une expérience équivalente à celle des premier et deuxième cours de cette spécialisation, « Principes fondamentaux des SIG » et « Formats de données SIG, conception et qualité » avant de suivre ce cours. En complétant ce troisième cours de spécialisation, vous acquerrez les compétences nécessaires pour réussir le programme complet.

Ецензии

Des informations utiles sur l'analyse spatiale, les rasters, les systèmes de coordonnées. Et une visite guidée sur l'approche d'un projet personnel. Les cours sont bien structurés et le professeur facile à suivre.

J'ai apprécié cette partie la plupart des trois cours de spécialisation SIG pour lesquels j'ai obtenu des certificats. Merci au Dr Nick Santos pour son enseignement interactif, ses devoirs et ses projets.

Dans ce deuxième module, nous allons couvrir les données raster en profondeur et comment créer des surfaces en 3 dimensions à partir de nos rasters. Après avoir terminé ce module, vous devriez être capable de : décrire différents formats de données raster et comment ils sont utilisés, utiliser des outils de comparaison et de balayage, rééchantillonner et rétrojecter des rasters, décrire comment les filets de pêche et les polygones de Thiessen sont utilisés, créer des TIN et convertir vos rasters en Données 3D à l'aide d'ArcScene. De plus, vous continuerez votre projet d'analyse géospatiale au fur et à mesure que vous commencerez à planifier votre approche.

Реподаватели

Nick Santos

Chercheur en applications géospatiales

Екст идео

[MUSIQUE] Bonjour à tous et bon retour. Dans cette conférence, nous allons découvrir les surfaces raster et comment les créer à partir de points via le processus d'interpolation. Vous m'avez peut-être entendu utiliser le terme surface, ou surface continue, lorsque je parle de données raster. De manière générale, lorsque je dis cela, je veux dire un raster ou quelque chose de similaire qui représente une variable d'intérêt avec des observations ou des valeurs continues à travers le paysage. Dans cette conférence, vous apprendrez comment ceux-ci sont fabriqués. Et je vais introduire un nouveau format de données qui le gère. Alors que certains rasters sont créés à l'aide de capteurs, comme des caméras qui détectent en continu une zone, d'autres sont créés à partir d'observations discrètes, telles que celles prises à des points GPS. Si j'ai une poignée d'observations ponctuelles, disons d'altitude, pour rester simple, en tant qu'humain, je pourrais peut-être deviner des valeurs que je n'ai pas capturées dans mes données. Si j'ai trois points disposés approximativement dans un triangle, où nous avons capturé des valeurs d'altitude et une valeur de 10 m, l'autre de 9 m et l'autre de 6 m. Je peux deviner que la valeur au milieu du triangle est quelque part autour de 7-8m. Si nous voulons être plus précis ou effectuer ce processus avec un plus grand échantillonnage de points dans un paysage, nous devons alors effectuer ce que l'on appelle une interpolation. Pour ceux d'entre vous qui ont déjà travaillé avec la photographie et la manipulation d'images sur ordinateur, l'interpolation pourrait vous être un mot familier. C'est le processus qui déduit des informations supplémentaires là où vous n'en avez pas. Avec les photos, cela vient si vous essayez d'augmenter la résolution d'une photo dans un logiciel. Il n'y a pas d'informations supplémentaires, mais nous pouvons essayer d'en ajouter, en fonction de ce qui existe déjà. Il ne s'agit pas de nouvelles informations factuelles, mais plutôt d'une supposition. Ce processus s'applique également aux rasters, car les photos sont un type de données raster et le rééchantillonnage n'est que le type d'interpolation. Comme je l'ai déjà dit, nous ne créons pas vraiment de nouvelles données. Je ne peux pas simplement créer de nouvelles données, quel que soit le bon algorithme que j'ai. Mais je peux faire de nouvelles prédictions. C'est ce à quoi l'interpolation est bonne. Cela peut sembler de la sémantique, mais c'est important. Rappelez-vous les leçons du cours précédent sur les sources d'erreur. C'est l'un de ces moments où nous insérons une quantité d'erreurs pas complètement connue dans nos données. Mais c'est quand même utile de le faire, car cela nous permet d'avoir une vue d'ensemble, plutôt que de simplement les éléments sur lesquels nous avons pu collecter des données. Dans notre exemple d'altitude, c'est la différence entre avoir quelques emplacements étudiés et avoir un modèle de terrain capable de simuler l'afflux solaire, le débit d'eau, l'adéquation aux besoins humains, la pente, etc. Pour interpoler, nous devons spécifier un attribut sur lequel construire notre source de données interpolée. Nous pouvons penser à cela presque comme une valeur Z. Si l'emplacement de nos points spécifie les emplacements X et Y, cet attribut devient notre valeur Z ou hauteur qui le rend 3D. Dans votre esprit, vous pouvez prendre ces points et les extruder afin que leur hauteur corresponde à la valeur. Avec les données de terrain, cela a du sens, car cet attribut est vraiment une valeur de hauteur, mais nous pouvons le faire avec d'autres capteurs. Peut-être est-ce le nombre de personnes vivant à un endroit, ou la quantité de matière toxique mesurée là-bas, ou les stations utilisées pour la surveillance de la qualité de l'air. Si nous conceptualisons ces valeurs comme des hauteurs, nous pouvons alors construire la surface ou le raster qui les relie. Tout comme le SIG n'est pas une technologie, l'interpolation n'est pas un outil ou une méthode unique. Il existe de nombreuses manières différentes de développer cette surface entre nos points, ou en d'autres termes, d'interpoler nos données pour développer un raster à partir de points. L'un qui est facile à conceptualiser est le TIN, qui signifie réseau irrégulier triangulaire. Nous aborderons les TIN plus en détail dans le reste de cette leçon. Mais pour l'instant, pensez à tracer une ligne ou une arête qui relie chaque point à tous ses voisins. Dans le processus, nous obtenons des surfaces triangulaires entre les points. Ces surfaces ont une aire, une pente et une direction qui leur sont associées. Un de ces triangles existe entre chaque ensemble de points voisins, d'où le nom de réseau irrégulier triangulaire. C'est un réseau, ou un ensemble d'arêtes connectées, qui forme des triangles, mais sans motif défini qui définit l'emplacement de chaque triangle, il est irrégulier. Une fois que nous avons créé ce réseau et associé ses surfaces, si nous voulons déduire la valeur inconnue d'un emplacement à partir des valeurs que nous avons, nous pouvons simplement trouver la hauteur de la surface aux coordonnées X et Y qui nous intéressent. Maintenant, le TIN est une structure intrinsèquement tridimensionnelle. Certains d'entre vous connaissent peut-être des structures similaires issues de graphiques 3D ou de sculptures. Eh bien, les rasters sont en quelque sorte une surface à 2,5 dimensions. Ils existent en deux dimensions, mais les valeurs à chaque emplacement représentent la troisième dimension. Nous pourrions considérer les TIN comme un type de données distinct, semblable aux rasters et aux entités, mais la plupart du temps, ils ne le sont pas. Nous utilisons souvent des TIN pour le rendu 3D, mais en interpolation, il s'agit principalement d'un outil d'analyse que nous utilisons pour générer un raster. Ainsi, lorsque nous avons terminé de générer le TIN, nous pouvons exécuter un outil pour transformer le TIN en un nouveau raster. Compléter le processus d'interpolation consistant à passer de points avec des valeurs à une surface continue d'observations déduites que nous pouvons utiliser pour effectuer une analyse complète du paysage d'une variable d'intérêt. Peut-être que dans l'exemple des stations de surveillance de la qualité de l'air, nous voulons savoir quelle est l'exposition potentielle de chaque quartier aux polluants des voitures. Cette méthode nous permet de transformer les mesures de la qualité de l'air qui ne sont pas dans ces quartiers en une source de données que nous pouvons utiliser pour cette analyse. Comme je l'ai déjà dit, il existe d'autres méthodes d'interpolation, mais nous nous en tiendrons au TIN pour l'instant pour ne pas rendre cela plus confus. C'est tout pour cette conférence. Dans cette conférence, vous avez appris ce qu'est l'interpolation et comment nous pouvons créer conceptuellement des TIN afin d'effectuer cette interpolation. Dans le reste de cette leçon, nous le reprendrons ici et discuterons de la mécanique des TIN. On se voit là-bas.


Comment interpoler une surface verticale dans ArcScene 10.1 - Systèmes d'information géographique

Analyse 3D et modélisation de surface

L'un des ensembles de fonctions les plus puissants du SIG est la capacité de gérer, d'afficher et d'analyser des surfaces. L'analyse raster contient des méthodes d'analyse des données de surface, comme nous l'avons vu dans les cours et exercices précédents. Cependant, bien que l'analyse raster contienne des méthodes d'analyse et d'affichage de surfaces tridimensionnelles, la sortie graphique est généralement limitée à l'affichage planimétrique. Une grande quantité d'informations est communiquée grâce à l'utilisation d'images 3D.

L'extension 3D Analyst d'ArcGIS fournit des outils puissants et impressionnants pour l'analyse et l'affichage de surfaces 3D, ainsi que l'intégration avec les sources de données vectorielles et raster 2D traditionnelles. L'analyste 3D est une extension qui ajoute la prise en charge des formes 3D, de la modélisation de surface et de la visualisation en perspective en temps réel à ArcGIS. Avec lui, vous pouvez créer et visualiser des données spatiales à l'aide d'une troisième dimension pour fournir des informations, révéler des tendances et résoudre des problèmes.

Voici une vue en perspective 3D typique de l'altitude de Pack Forest avec des ruisseaux et des routes. La vue a une exagération verticale 3x appliquée, ce qui rend les caractéristiques topographiques plus distinctes. Pour les lecteurs de cartes expérimentés, il est facile de visualiser la relation entre la topographie, les routes et les cours d'eau en tant que système paysager. Cependant, la lecture d'une carte topographique nécessite certaines connaissances et une expérience que tout le monde ne possède pas. Même pour les lecteurs de cartes expérimentés, une image comme celle-ci transmet des informations beaucoup plus intuitives qu'une carte sur papier plat.

Fréquemment, les attributs numériques sont mappés avec des symboles de couleur ou de taille gradués pour mettre en valeur les entités avec des valeurs élevées. Même ces types de cartes nécessitent un certain type d'interprétation intellectuelle. ArcScene est généralement utilisé pour afficher des surfaces d'altitude, mais il peut être utilisé pour afficher tout type de données pouvant être considérées comme une surface de réponse. Les surfaces raster ou TIN établissent le cadre 3D pour l'affichage des couches raster ou vectorielles. Les sources de données raster de données vectorielles peuvent être drapées sur des surfaces. Les formes peuvent être extrudées vers le haut ou vers le bas, pour impliquer la hauteur ou la profondeur du volume.

Ces deux images montrent essentiellement les mêmes données dans le même style de classification. Cependant, l'utilisation de la troisième dimension ajoute plus d'impact visuel et de puissance de communication. Dans la première image, la population est affichée dans une symbologie de couleur graduée.

La même symbologie est utilisée, mais une extrusion proportionnelle à la densité de population est utilisée, montrant effectivement deux variables simultanément.

Il existe des limitations pour l'affichage des cartes choroplèthes (couleurs graduées). Après environ 5 classes sont utilisées, la carte devient illisible, car le lecteur ne peut pas discerner parmi les changements subtils de l'ombre. Avec la carte 3D, des changements plus subtils dans l'extrusion d'entités peuvent être affichés, ce qui peut transmettre plus d'informations qu'une simple classification des couleurs. Avec l'extrusion d'entités, chaque polygone différent peut être comparé, alors que dans la classification simple des couleurs, seules les classes peuvent être comparées.

Certaines données d'attributs numériques sont impossibles à visualiser sans affichage 3D. Voici une carte affichant les villes américaines dans un symbole de couleur graduée en fonction du nombre de maisons mobiles dans chaque ville. Le problème ici est que le grand nombre de villes affichées obscurcit la vue, et certains points de faible valeur dessinent des points de valeur élevée.

Les mêmes données ont été interpolées dans une grille avec la fonction de pondération inverse de la distance. Cette scène, vue du nord, montre des endroits dans la zone continentale des États-Unis où un grand nombre de mobil-homes sont affichés avec des pics, et les zones avec peu de mobil-homes sont relativement plates. C'est une carte beaucoup plus informative.

Une nouvelle application ArcGIS : ArcScene

Avec 3D Analyst vient une nouvelle application ArcGIS : ArcScene. ArcScene est utilisé pour afficher les couches de données en perspective 3D. Ce document est similaire à l'application ArcMap, mais au lieu d'utiliser un simple affichage planimétrique, il utilise un rendu en perspective, dans lequel les couches peuvent être drapées sur des surfaces, inclinées, tournées et inclinées.

Plusieurs nouveaux outils et boutons sont ajoutés à l'interface graphique d'ArcScene. Ces outils et boutons peuvent également avoir des commandes de menu correspondantes.

L'outil d'identification et les boutons de zoom agissent exactement comme ils le font dans une vue de carte planimétrique normale. Les nouveaux outils sont :

outil

Nom

une fonction

naviguer

navigation (zoom, panoramique, rotation, inclinaison)

survoler

survoler/à travers une scène

zoom dynamique

zoome avant et arrière

La fenêtre de l'application ArcGIS contient également un nouveau bouton de visualisation. le Nouvelle vueLe bouton r ouvre une nouvelle vue de la scène 3D actuelle.

Sources de données pour l'affichage et l'analyse 3D

Afin d'afficher des couches drapées sur des surfaces, la première exigence est l'existence d'un modèle de surface. Un modèle de surface est une couche de données qui représente une surface continue. En tout point du modèle de surface, il existe une valeur de coordonnée Z. Cette valeur peut représenter n'importe quel attribut numérique. Le plus souvent, l'altitude est représentée, mais n'importe quelle valeur numérique peut être utilisée pour représenter une surface, telle que le revenu médian, le nombre d'enfants par ménage ou le nombre de cas de VIH.

Les données vectorielles normales ne sont pas bonnes pour représenter les surfaces. Ni les lignes ni les points ne peuvent être considérés comme spatialement continus, car des écarts spatiaux existent toujours entre les points et les lignes. Les données de polygone, bien que fréquemment spatialement continues, ne sont généralement pas continues en ce qui concerne l'attribut. Les deux meilleures sources de données de modèle de surface sont la grille et le réseau irrégulier triangulaire (TIN). Le modèle de données de grille est couvert plus en détail dans les sections précédentes (Analyse raster du modèle de données spatiales I Analyse raster II).

Le modèle de données TIN n'a pas été discuté jusqu'à présent, car sa place la plus forte est dans l'affichage et l'analyse de surface. Qu'est-ce qu'un NIF exactement ? Comme nous le savons de la géométrie, un plan est défini par trois points. L'orientation spatiale (pente et aspect) d'un plan est déterminée par l'élévation de chaque sommet du triangle définissant l'existence du plan. Parce qu'il existe une relation linéaire entre deux points quelconques sur un plan, il est facile de déterminer l'élévation de n'importe quel point sur une section plane triangulaire donnée. Une surface complexe peut alors être modélisée par l'utilisation d'une série de triangles interconnectés et ne se chevauchant pas. Lorsque les caractéristiques de surface sont plus complexes, il existe généralement un plus grand nombre de triangles plus petits.

Ce diagramme montre la disposition de base de deux triangles dans un TIN. Chaque triangle représente une section plane avec une pente et un aspect constants. Les coordonnées X et Y des sommets ne sont pas régulièrement espacées. La valeur de surface Z de chaque sommet contrôle l'orientation absolue de chaque triangle. Chaque triangle a une pente et un aspect constants, quel que soit son emplacement sur le triangle. Cependant, à moins qu'un triangle ne soit plat et de niveau, l'élévation change continuellement à travers le triangle.

Là où les surfaces sont moins complexes, il y a des triangles moins nombreux et plus grands. De cette façon, un TIN est potentiellement un modèle de surface plus économique et plus précis qu'une grille, puisqu'un TIN n'a besoin de contenir plus de données que là où la surface est plus complexe. Une grille peut sous-échantillonner des parties complexes d'une surface et suréchantillonner des parties simples d'une surface.

Voici une vue planimétrique d'un TIN développé pour Pack Forest, avec ombrage d'altitude. Les lignes sont des bords triangulaires.

Les TIN sont ajoutés à un bloc de données exactement comme d'autres types de couches sont ajoutés aux blocs de données. Lorsque 3D Analyst est activé, Source de données TIN est un choix supplémentaire dans le Types de sources de données la liste déroulante.

Fichiers de formes 2D et jeux de données raster

Toutes les sources de données vectorielles ou raster prises en charge peuvent être utilisées dans l'affichage et l'analyse 3D, tant qu'elles (1) contiennent des valeurs numériques pouvant être interprétées et affichées comme des coordonnées Z, ou (2) sont affichées en conjonction avec un modèle de surface . Les couches d'entités qui contiennent des attributs d'altitude peuvent être chargées dans des scènes 3D et placées dans l'espace 3D en fonction de leur valeur Z. Les fichiers de formes, les grilles et les images sans attributs de valeur Z peuvent être drapés sur des modèles de surface existants en obtenant une élévation de base à partir du modèle de surface. Ceux-ci peuvent également être extrudés ou décalés par une constante ou par la valeur d'un attribut.

Voici une orthophoto drapée sur une grille DEM, avec des contours d'élévation et des ruisseaux. Les trois couches prennent leurs élévations à partir de la grille sous-jacente.

Toutes les sources de données que nous avons utilisées jusqu'à présent peuvent être caractérisées par la combinaison de données de coordonnées cartésiennes (X et Y) et de données d'attributs tabulaires relationnels. Dans certains cas, les données tabulaires représentent des valeurs de coordonnées Z. Par exemple, toutes les données de grille que nous avons utilisées peuvent être considérées comme la représentation d'une surface, avec des échantillons ponctuels prélevés à intervalles réguliers de X et Y. Pour les données DEM maillées, la valeur est en effet une vraie coordonnée Z. Pour les autres données, telles que les données quadrillées, ponctuelles ou surfaciques, les valeurs de cellule ne sont généralement pas des représentations de coordonnées spatiales explicites. Cependant, toute valeur numérique pour les données de grille peut être interprétée comme une valeur de surface.

Avec l'extension 3D, un nouveau fichier de formes standard est le fichier de formes 3D. Contrairement à d'autres données d'entités, dans lesquelles les entités sont stockées dans des coordonnées planimétriques (X et Y), le fichier de formes 3D contient en fait des valeurs Z dans le cadre des données de coordonnées (pas simplement sous forme de valeurs numériques dans la table attributaire de couche). Les fichiers de formes 3D peuvent être affichés en trois dimensions sans avoir besoin d'un modèle de surface de support.

Tout fichier de formes 2D peut être converti en un fichier de formes 3D. La coordonnée Z du fichier de formes 3D en sortie peut provenir d'une valeur constante, d'un attribut numérique ou d'une source de données de modèle de surface existante (grille ou TIN). Une fois convertie en fichier de formes 3D, cette couche n'a plus besoin d'un modèle de surface pour permettre l'affichage 3D.

L'édition de légende pour les scènes 3D est similaire à l'édition de légende pour les blocs de données 2D. La table des matières permet d'activer certaines couches. Les légendes peuvent être modifiées pour les calques actifs de la même manière qu'elles le sont pour les autres calques.

L'exception à cette règle est la légende des couches TIN. Les couches TIN peuvent être affichées sous forme de couches multi-fonctions. Il est possible d'afficher simultanément les nœuds des triangles (points), les arêtes des triangles (lignes) et les faces des triangles (polygones). Les propriétés de couche pour la symbologie sont configurées de la même manière pour les TIN que pour les autres couches, à l'exception du fait qu'un TIN peut être affiché dans n'importe quelle combinaison de moteurs de rendu sélectionnables.

En cliquant sur le Éditer boutons pour chaque type d'entité ouvre l'éditeur de légende pour ce type d'entité. Ils sont exactement comme l'éditeur de légende général pour les couches d'entités 2D, y compris l'édition et la classification des symboles.

Visualisation des caractéristiques 2D en 3D par drapage et extrusion

Toutes les entités, qu'elles soient raster ou vectorielles, 2D ou 3D, peuvent être visualisées dans une scène 3D. Pour l'affichage de surfaces paysagères (élévations), le drapage est l'effet 3D le plus courant. Les éléments sont drapés sur un modèle de surface, un peu comme un tissu est drapé sur un cadre en fil de fer.

Pour draper des entités, même si ces entités font partie du modèle de surface définissant la scène 3D, il est nécessaire de spécifier la 3D Propriétés (hauteurs de base et/ou extrusion et/ou rendu) pour chaque couche drapée.

Les propriétés de la couche 3D contrôlent la hauteur de base d'une couche, soit en tant que constante, attribut numérique ou expression arithmétique, à partir d'un modèle de surface ou à partir des coordonnées Z inhérentes aux fichiers de formes 3D. L'exagération Z peut être appliquée, ce qui multiplie chaque coordonnée Z par une valeur constante.

Les entités peuvent être décalées de l'altitude de base par une constante, par un attribut numérique ou une expression arithmétique. Cela peut être utilisé pour faire flotter des entités sur une surface (telles que des lignes de services publics). Parfois, les caractéristiques ne s'affichent pas bien au niveau de la surface, donc un léger décalage Z positif peut les faire ressortir visuellement.

Des éléments peuvent également être extrudés de la surface pour créer des poteaux, des puits, des murs et d'autres solides géométriques.

Les fonctionnalités peuvent être rendues (ombrées) pour leur donner un aspect 3D plus réaliste. Enfin, les calques peuvent être faits pour ne pas dessiner pendant l'interaction. Si des scènes 3D sont modifiées en changeant la perspective, le zoom et l'inclinaison, elles peuvent ne pas être dessinées tant que la scène n'est pas maintenue dans la même position pendant une durée donnée.

La plupart des images décrites dans cette section sont des champs de surface. Dans cette scène 3D, les tracés CFI ne sont pas drapés sur une surface, de sorte que l'arrière-plan apparaît plat. Les centres des tracés CFI sont affichés deux fois, une fois sous forme de points noirs décalés à une valeur proportionnelle au volume de bois, et à nouveau sous forme de lignes extrudées à une hauteur proportionnelle à l'attribut de volume de bois. Les peuplements forestiers sont également affichés dans une symbologie de couleur graduée en fonction de l'âge du peuplement (jeune = rouge vieux = vert).

Navigation et déplacement en temps réel

Il est facile de se déplacer dans une scène 3D. Les ordinateurs rapides avec de bonnes cartes vidéo seront capables de dessiner et de répondre plus rapidement au contrôle de navigation.

L'outil de navigation est le contrôleur pour la rotation, le panoramique, le zoom et la modification de l'orientation de la surface. L'utilisation de cet outil en combinaison avec les touches du clavier et les différentes touches de la souris contrôle son comportement (voir l'aide sur la navigation dans la Scène 3D).

Lorsque le curseur se trouve dans la zone d'affichage, pendant la rotation, le panoramique ou le zoom, l'arrêt du mouvement de la souris arrête le mouvement de la surface dans la scène. Pour que le mouvement continue, déplacez le curseur en dehors de la visionneuse tout en maintenant le bouton de la souris enfoncé. De petits mouvements de la souris à l'extérieur du spectateur initieront le mouvement et lui permettront de continuer.

Le contournage est traité dans Raster Analysis II. En plus de créer des ensembles de données de contours complets, avec 3D Analyst, il est également possible de créer des contours uniques sous forme de graphiques simples en utilisant le Contour outil .

Ligne de visée, analyse de visibilité et profilage de surface

L'extension Spatial Analyst comprend quelques fonctions pour l'analyse de la ligne de visée et de la visibilité.

le Outil Ligne de vue , qui analyse la visibilité d'une ligne tracée entre deux points. Les emplacements du paysage qui sont visibles le long de la ligne entre l'observateur et la cible sont affichés en vert, et les emplacements qui ne sont pas visibles sont affichés en rouge.

le Surface > Calculer le champ de vision le choix du menu est utilisé pour déterminer quelles parties du paysage sont visibles à partir d'un point donné. Cela génère une grille qui montre toutes les zones visibles, plutôt que simplement quels endroits sont visibles le long d'une ligne entre une cible et un observateur. Ici, toutes les zones visibles sont vertes.

Pour les lignes 3D dessinées sur un bloc de données ou pour les entités sélectionnées à partir de classes d'entités linéaires, il est également possible de créer des profils de surface basés sur les données de surface sous-jacentes à l'aide de la Créer un graphique de profil outil .

Cartographie des ombrages en couleur

L'Analyste 3D comprend des outils puissants pour visualiser les paysages. L'ombrage des couleurs est l'un des plus puissants. Cela affiche l'élévation dans des couleurs définies par l'utilisateur, telles que les dégradés de couleurs vert & gt jaune & gt rouge, mais applique également un ombrage analytique à la vue. Cela crée un modèle visuel du paysage dans lequel les éléments semblent avoir du volume. Comparez les deux scènes 3D, l'une avec ombrage analytique et l'autre sans :

L'option d'ombrage est spécifiée par la case à cocher dans le Propriétés de la couche > Rendu dialogue.

Descente la plus raide

Les outils de délimitation des bassins versants utilisés dans la section sur la modélisation hydrologique permettent la création de bassins versants. Pour tout point d'un bassin versant, on sait où se trouve le point de sortie ultime. Mais où l'eau s'écoule-t-elle à la surface ? Avec un modèle surfacique chargé dans un bloc de données, le Chemin le plus raide outil devient disponible. Lorsqu'un point est cliqué sur le bloc de données, une ligne graphique est ajoutée au bloc de données, suivant le chemin de la descente la plus raide.

Cet objet graphique peut être copié et collé dans un nouveau fichier de formes et ajouté à une scène 3D.

Calcul de la pente et de l'aspect

De nombreux processus physiques et objectifs de gestion sont liés à la pente et à l'aspect. La pente est définie comme le (changement d'élévation / changement de distance planimétrique). Parfois, la pente est définie en degré, et parfois en pourcentage. L'aspect est la direction de la boussole de la pente, face à la descente.

Pour les modèles de surface TIN, la pente et l'aspect sont automatiquement calculés en tant qu'attributs de chaque triangle. Cependant, pour les grilles d'altitude, la pente et l'aspect ne sont pas des attributs natifs. Il est facile de calculer la pente et l'aspect des grilles d'élévation, en utilisant le Surface > Dériver Aspect et Surface > Déduire la pente choix de menus.

ArcGIS calcule la pente en degrés, qui peut être convertie en pourcentage de pente en multipliant la tangente de la pente (mesurée en radians) par 100 %.

Voici un bloc de données contenant une grille de pente. Notez que les pentes les plus raides sont situées dans les vallées et les canyons des rivières Mashel et Nisqually.

Les classes d'aspect sont affichées ici. Notez comment l'aspect change brusquement au niveau des canaux de cours d'eau et des lignes de crête.


Deux manières de créer une classe d'entités polyligne 3D

Il existe deux manières principales de créer une classe d'entités linéaires 3D : vous pouvez soit créer une toute nouvelle classe d'entités linéaires, soit convertir des données linéaires 2D existantes en une nouvelle classe d'entités contenant des valeurs z.

Pour créer une nouvelle classe d'entités linéaires 3D :

Cochez la case Les coordonnées incluent les valeurs Z lors de la définition de la géométrie de la classe d'entités.

Pour convertir des données 2D existantes, plusieurs options sont disponibles pour définir d'où peuvent provenir les valeurs z, notamment :

Définition des valeurs de hauteur à partir d'une surface d'altitude ou à l'aide d'un attribut d'entité existant.

Si vous utilisez un attribut pour définir des valeurs z pour créer des lignes 3D, chaque ligne sera effectivement "plate", avec tous les sommets partageant la même coordonnée z.


Intérieurs de polygones 3D

L'un des concepts clés à prendre en compte lorsque vous travaillez avec des polygones 3D est que leurs intérieurs peuvent avoir plusieurs solutions géométriques possibles. C'est-à-dire que la même collection de sommets 3D dans plusieurs entités surfaciques n'appliquera pas nécessairement la même surface 3D intérieure au sein du polygone.

En utilisant les mêmes quatre sommets 3D, l'intérieur du polygone 3D peut être résolu de deux manières différentes.

Les utilisateurs avancés peuvent potentiellement modéliser des polygones 3D avec succès en créant uniquement des polygones à trois points ou en appliquant un processus de création d'entités qui garantit que seuls des polygones plans 3D sont créés.

Si vous devez appliquer la forme de l'intérieur (par exemple, une limite géologique souterraine), l'approche recommandée consiste à utiliser le type de géométrie multipatch. L'outil de géotraitement Extruder entre est particulièrement utile pour cette tâche.


Syntaxe

Classe d'entités qui identifie les emplacements des observateurs.

The input can be point or polyline features.

The output above-ground-level (AGL) raster.

The AGL result is a raster where each cell value is the minimum height that must be added to an otherwise nonvisible cell to make it visible by at least one observer.

Cells that were already visible will have a value of 0 in this output raster.

The visibility analysis type.

  • FREQUENCY — The output records the number of times that each cell location in the input surface raster can be seen by the input observation locations (as points, or as vertices for polyline observer features). C'est la valeur par défaut.
  • OBSERVERS — The output identifies exactly which observer points are visible from each raster surface location.

Value assigned to non-visible cells.

  • ZERO — 0 is assigned to nonvisible cells. C'est la valeur par défaut.
  • NODATA — NoData is assigned to nonvisible cells.

Number of ground x,y units in one surface z unit.

The z-factor adjusts the units of measure for the z units when they are different from the x,y units of the input surface. The z-values of the input surface are multiplied by the z-factor when calculating the final output surface.

If the x,y units and z units are in the same units of measure, the z-factor is 1. This is the default.

If the x,y units and z units are in different units of measure, the z-factor must be set to the appropriate factor, or the results will be incorrect. For example, if your z units are feet and your x,y units are meters, you would use a z-factor of 0.3048 to convert your z units from feet to meters (1 foot = 0.3048 meter).

Allows correction for the earth's curvature.

  • FLAT_EARTH — No curvature correction will be applied. C'est la valeur par défaut.
  • CURVED_EARTH — Curvature correction will be applied.

Coefficient of the refraction of visible light in air.

This value indicates a vertical distance (in surface units) to be added to the z-value of each cell as it is considered for visibility. It should be a positive integer or floating point value.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field OFFSETB is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to 0.

This value is used to define the surface elevations of the observer points or vertices.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field SPOT is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it will be estimated through bilinear interpolation with the surface elevation values in the neighboring cells of the observer location.

This value indicates a vertical distance (in surface units) to be added to observer elevation. It should be a positive integer or floating point value.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field OFFSETA is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to 1.

This value defines the start distance from which visibility is determined. Cells closer than this distance are not visible in the output, but can still block visibility of the cells between inner radius and outer radius. It can be a positive or negative integer or floating point value. If it is a positive value, then it is interpreted as three-dimensional, line-of-sight distance. If it is a negative value, then it is interpreted as two-dimensional planimetric distance.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field RADIUS1 is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or a constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to 0.

This value defines the maximum distance from which visibility is determined. Cells beyond this distance are excluded from the analysis. It can be a positive or negative integer or floating point value. If it is a positive value, then it is interpreted as three-dimensional, line-of-sight distance. If it is a negative value, then it is interpreted as two-dimensional planimetric distance.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field RADIUS2 is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to infinity.

This value defines the start angle of the horizontal scan range. The value should be specified in degrees from 0 to 360, with 0 oriented to north. The default value is 0.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field AZIMUTH1 is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to 0.

This value defines the end angle of the horizontal scan range. The value should be specified in degrees from 0 to 360, with 0 oriented to north. The default value is 360.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field AZIMUTH2 is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to 360.

This value defines the upper vertical angle limit of the scan above a horizontal plane. The value should be specified in degrees from 0 to 90, which can be integer or floating point.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field VERT1 is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to 90.

This value defines the lower vertical angle limit of the scan below a horizontal plane. The value should be specified in degrees from -90 to 0, which can be integer or floating point.

It can be a field in the input observer features dataset or a numerical value. By default, a numerical field VERT2 is used if it exists in the input observer features attribute table. You may overwrite it by specifying another numerical field or constant.

If this parameter is unspecified and the default field does not exist in the input observer features attribute table, it defaults to -90.

Return Value

The output will either record the number of times that each cell location in the input surface raster can be seen by the input observation locations (the frequency analysis type), or record which observer locations are visible from each cell in the raster surface (the observers type).


1 réponse 1

The typical way is to build a Delaunay triangulation of the sample set in the domain (a rectangle in your case), then use the triangles found as the surface.

The delaunay triangulation of a general set of points is defined as the set of triangles whose circumcircles does not contain any other point.

The trivial algorithm for computing the Delaunay triangulation (pick all triangles to see if any point is within their circumcircle) is O(n^4) .

The incremental algorithm runs in O(n log n) expected time:

  • Generate a triangulation of three points (in your case, four - the corners of the room).
  • For each point
    • add it to the triangulation.
    • for every edge opposite the new point recursively
    • if the edge is not a part of the Delaunay triangulation of the current set of points, flip it.

    The divide and conquer algorithm offers O(n log n) as well, but offers O(n log log n) for some point sets as well.

    Once you have the triangulation, you just need to find the measured value by intersecting a vertical line with the surface:


    ArcUser

    Xacto program 2D output

    2D cross section digitally edited in ArcMap

    Converted to 3D polygons and lines for ArcScene

    The process of creating geologic cross sections in ArcGIS from 2D in ArcMap to 3D in ArcScene using Xacto program output

    A GIS and graphics specialist for the Illinois State Geological Survey (ISGS) developed GIS tools that help visualize subsurface geology.

    Since William Smith's first modern geology map in 1815, geologists have portrayed 3D data on 2D maps using cross section diagrams. These diagrams show the strata of the earth's crust like a slice of layer cake viewed edgewise, giving geologists a valuable perspective of the earth's subsurface. Today, cross sectioning remains an important intermediate step in visualizing what is beneath the ground in true 3D.

    Before the widespread use of computers, creating dynamic 3D views of the ground below was practically impossible. Today, earth scientists have more information about the subsurface than ever and sophisticated software systems to analyze and manage it. This has opened up new possibilities for generating 3D perspectives of the underground world.

    The Perils of Manual Cross Sectioning

    In 2007, Jennifer Carrell, GIS and graphics specialist for ISGS, Prairie Research Institute, University of Illinois at Urbana-Champaign, recognized the need for improving the process for making the cross sections shown on ISGS maps. At that time, most of the geologists still drew cross sections by hand and gave them to Carrell to digitize in ArcGIS. This hand-drawn method often included mistakes that were time-consuming to correct.

    Left: Cross sections from a published paper map. Right: Cross sections viewed in 3D in ArcScene.

    "Each inaccuracy in a cross section propagates throughout the map and can usually be traced back to some step in the manual process," said Carrell. "For example, if the location of one geological contact on a cross section is off by 50 feet, the contacts farther down the line of the section will likely also be off by at least 50 feet. The ideal solution would be to feed the data into ArcGIS and let it automatically create the framework for cross sections." Carrell saw a need for a solution that used the combined capabilities of native tools in ArcGIS to generate both 2D and 3D viewable cross sections much faster than ISGS had been producing them.

    Xacto Section

    Using Visual Basic, Carrell created a tool that generates a 2D cross section profile as a collection of polyline and point shapefiles that can be digitally edited in ArcMap and/or exported to Adobe Illustrator for finishing. "Sensor data, such as that acquired with lidar, can give us a very accurate profile of the land surface, while ground-based geophysical techniques, such as natural gamma radiation logging, can help us estimate the thickness of each layer below the surface with reasonable precision." Completed cross sections can be exported as 3D vector features for viewing and editing in ArcScene. Carrell dubbed her tool Xacto Section for its ability to virtually slice into the earth and compute a more exact profile of the subsurface.

    3D boreholes can be combined with cross sections in ArcScene.

    Carrell researched other software programs that help automate the drawing of cross sections but found them either too expensive or too cumbersome to fit into the existing map production workflow.

    Borehole Forest

    Mapping subsurface geology is akin to trying to solve a jigsaw puzzle with 90 percent of the pieces missing. A significant portion of geologic data comes from boreholes drilled for engineering purposes or for water, coal, oil, gas, or mineral exploration. With enough of a sampling, distinct geologic layers can be identified based on their composition.

    Encouraged by the results of Xacto Section, Carrell set out to create similar tools for graphically displaying borehole data that could take advantage of the 3D visualization capabilities of ArcScene. With 3D Borehole tools, geologists working in ArcScene can visualize boreholes together as a 3D "forest" of vertical cylinders or tubes, instead of boreholes being symbolized as lines on a 2D diagram.

    Boreholes and surfaces interpolated from borehole selections

    "The 3D Borehole tools in ArcGIS allow the geologist to take tabular borehole data in the x,y,z attribute form and visualize them as 3D tubes in ArcScene," said Carrell. Using 3D Borehole tools in ArcScene, geologists can easily manipulate borehole log descriptions and geophysical data, which are then classified and interpreted by the geologist as mapping units. From there, they interpolate surfaces from point data and begin constructing a working conceptual model of geologic layers in a given area.

    Initially, Carrell created the cross section tool mainly for 2D cartographic purposes. As ISGS accumulated GIS files for its cross sections, Carrell began to convert them into 3D and display them together with the 3D boreholes in ArcScene. In this way, they become not just a static cartographic product but valuable input data that can be used to map the geology of nearby areas. "Making the leap from 2D to 3D visualization has been really exciting for geologists at the ISGS because it provides a sense of depth required to understand complicated sequences of sediment," said Carrell.

    Left: Diagram of a continental glacier and some associated landforms. Right: A sidelong view of boreholes reveals sand and gravel (orange and yellow segments) of a former delta and a moraine (blue segments).

    In Use

    At ISGS, geologists use the tools to construct 3D models of subsurface geology at the county or regional scale. These models help governments and water utilities create water supply plans, especially in the fast-growing counties around Chicago. Being able to visualize the geologic materials in 3D has been invaluable to geologists in mapping the sand and gravel deposits that are potential sources of groundwater for drinking, agriculture, and industry.

    As the geologic record revealed in boreholes shows a record of climatic change in the past, visualizing that data three-dimensionally similarly benefits climate research. Carrell currently works with members of ISGS studying the glacial geology of Illinois. "Being able to view borehole data together in 3D, they can more easily discern the shapes of glacial landforms such as fans, deltas, lakes, and channels," said Carrell. "This helps them piece together a more detailed story of how glaciers advanced and retreated across the landscape over the past two million years."

    In addition to benefiting hydrology and climate research, Carrell's tools also inform civic planners and policy makers. Having more dynamic perspectives of the extent of aquifers or the location of potential house-swallowing sinkholes ultimately improves investigation and lessens risk. "Communicating our results in 3D makes a huge difference in terms of audience impact," said Carrell. "As a geological survey, anything we can do to make our scientific interpretations more precise and accessible benefits the public."

    Since posting the tools on ArcScripts, Carrell's mapping tools for ArcMap and ArcScene have been downloaded nearly two thousand times. She has received feedback from individual geologists and agencies in Italy, Germany, the Netherlands, Argentina, and Canada, just to name a few countries. "Cross sections are used in many disciplines within earth science and planning," said Carrell. "It's gratifying to see that the tools I created meet the needs of those communities."