Разработка технологии комплексной оценки градостроительной ситуации в среде геоинформационной системы

2.2 Выбор ПО для создания модели

Для реализации поставленной цели был выбран ПО Arc GIS 9.3. Это программный продукт американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем . ArcGIS построена на основе технологий COM, .NET, Java, XML, SOAP. Новейшая версия -- ArcGIS 9.3

ArcGIS позволяет визуализировать большие объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В среде создаются и редактируются карты всех масштабов: от планов земельных участков до карты мира.

Также в ArcGIS встроен широкий инструментарий анализа пространственной информации и геообработки.

Геообработка - это анализ географической информации, одна из основных функций ГИС. ArcGIS 9 содержит более 450 инструментов: для проведения анализа, конвертации, управления данными, геокодирования, динамической сегметации, картографии, работы с растрами; от оверлейных операций, построения буферных зон, инструментов для выявления пространственных закономерностей и управления данными до расширенных возможностей обработки растров, методов интерполяции и оценки качества данных, зональной фильтрации, многофакторного анализа, растровой алгебры, построения и проверки топологии, построения графических схем.

Пользователь выбирает удобный для себя способ выполнения операций геообработки: диалоговые окна инструментов; командную строку (быстрый и эффективный доступ к инструментам); скрипты (поддерживаются Python, Perl, VBScript, JavaScript); модели (блок-схемы, позволяющая автоматизировать рабочий процесс, сохранять и документировать методологии); COM объекты для разработки новых инструментов геообработки и типов данных.

Производство качественных картографических продуктов со всеми необходимыми элементами зарамочного оформления, использованием прозрачности, собственных или уже готовых стандартных условных знаков, штриховок, градуированных символов, картограмм и диаграмм. Автоматическая генерация схем сетевых объектов, представление данных, изменяющихся во времени, а также возможность 3D визуализации, расширяющая области применения ГИС.

В ArcGIS можно быстро создать реалистичную виртуальную 3D сцену на основе пространственных данных, как локального уровня, так и в масштабе всей Земли, с использованием цифровых моделей рельефа, космических и аэроснимков, любых векторных данных и фотореалистичных моделей объектов, а также с возможностью экспортирования 3D- объектов из графических пакетов в формате 3ds.

Работать с трехмерными объектами можно так же, как и со стандартными ГИС-слоями - делать выборки, получать атрибутивную информацию, оформлять сцены в соответствии с поставленными задачами.

Настольные ГИС геоинформационные системы решают ряд задач локального и корпоративного уровня. Настольные продукты ESRI семейства ArcGIS (ArcView, ArcEditor, ArcInfo) объединяет общая архитектура и интерфейс; базовые приложения ArcMap (решение картографических задач), ArcCatalog (доступ и управление пространственными данными в локальной сети или через интернет) и ArcToolbox (геообработка пространственных данных), но различаются по функциональности, количеству инструментов геообработки и пространственного анализа.

Дополнительные модули построены по одной технологии с настольными продуктами семейства ArcGIS, добавляют более 200 инструментов геообработки и пространственного анализа.

ArcGIS Spatial Analyst содержит набор функций для пространственного моделирования и анализа: интерполяция различными методами, создание растровых данных, пространственная фильтрация и растровая алгебра, гидрологический анализ, построение профилей, зон видимости и объемов. Позволяет решать множество аналитических задач, например, выявление пространственных взаимосвязей, построение стоимостных поверхностей, многофакторный анализ и определение подходящих местоположений.

ArcGIS 3D Analyst предоставляет пользователям функции моделирования и анализа поверхностей, а также приложения для создания и трехмерного отображения моделей местности как локального (приложение ArcScene), так и глобального (приложение ArcGlobe) масштаба. Информация о рельефе и двумерные пространственные данные, составляющие основу трехмерной модели местности, могут быть дополнены реалистичными моделями объектов, надписями и анимацией.

Один из базовых принципов ArcGIS - возможность работать со всеми вашими данными, хранящимися в файлах и в СУБД, а также с сервисами ArcIMS. ArcMap и ArcCatalog позволяют работать с широким спектром источников данных. Можно просматривать эти данные и организовывать их в ArcCatalog, создавать для них метаданные и управлять ими, искать источники данных по их содержимому. В ArcMap можно создавать слои карт на основе этих источников. Можно также формировать запросы на выборку данных, перепроецировать карты “на лету ”, реляционно соединять таблицы и анализировать карты, основанные на этих источниках данных.

ArcView, ArcEditor и ArcInfo могут работать с данными в разных форматах (Персональная база геоданных, Набор данных САПР, Покрытия, Шейп файлы, Таблицы DBF, Растры, TIN, Чертежи САПР, Таблицы DAT), подключаться к реляционным базам данных через ArcSDE.

2.3 Выбор территории

Для проведения комплексной градостроительной оценки был выбран микрорайон в г. Екатеринбург, ограниченный улицами: Стачек, Старых Большевиков, Войкова, Фрезеровщиков.

Данный микрорайон имеет в своем составе дома этажностью 9 и 10 этажей, частные одноэтажные дома с участком, детский сад и ясли.

По данному микрорайону были получены исходные векторные данные в формате *.shp (шейп - файл)

2.4 Определение видов оценки градостроительной ситуации

Анализ СНиПа 2.07.01-89 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» и возможностей программного продукта ArcGIS выявил следующие виды оценки градостроительной ситуации:

1. расчет уклонов;

2. расчет объем земляных работ, требуемых для возведения здания;

3. определение направление стока вод;

4. расчет свободной площади под застройку;

5. определение санитарно - защитных зон;

6. определение мест сильного затемнения;

7. определение оптимально место для расположения детской игровой площадки;

Вывод

Изучение СНиПа 2.07.01-89 показало, что, порой, очень сложно учесть все нормы и правила, прописанные в нем. Поэтому для оптимизации процесса проектирования и планирования здания, а так же для исключения не соблюдения этих норм и правил, этот процесс следует автоматизировать.

Анализ возможностей программного продукты ArcGIS выявил, что этот продукт располагает необходимыми инструментами для автоматизации процесса планирования здания, а так же для точной визуализации анализируемой территории.

ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА И МЕСТНОСТИ. ПРОВЕДЕНИЕ КОПЛЕКСНОЙ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ТЕРРИТОРИИ С ПОМОЩЬЮ ARCGIS 9.3.

3.1 ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА

1. В главном меню ArcGIS 9.3 выбирать Файл => добавить данные => выбрать слои (rel_l и rel_p);

2. Открыть панель инструментов 3D Analyst. В ней выбирать: создать/изменить TIN => создать TIN из объектов;

3. Отметить галочкой слои rel_l и rel_p и прописать имя и путь будущей поверхности;

Цифровая модель рельефа готова.

3.2 Этапы создания модели местности

1. Открыть компонент ArcGIS - программу ArcScene. Файл => добавить данные => отрыть TIN поверхность и слой (stroen_s1 и dorog_p);

2. Открыть свойства слоя stroen_s => вкладка «базовые высоты» => получить высоты слоя из поверхности => приращение задать высоту здания;

3. Открыть свойства слоя dorog_p и проделать тоже самое, что и со слоем stroen_s1;

4. В том же меню свойства выбрать вкладку «вытягивание». В открывшемся диалоговом окне проставить цифры: 10 для слоя stroen_s1 1 для слоя dorog_p.

5. Открыть слой dom с точечным объектом. Точка располагается в предполагаемом месте строительства. Настроить базовые высоты.

6. Открыть меню свойства слоя => символы => выбор символа => выбрать тип - 3D символ.

7. Импортировать модель дома в формате *.3ds. Осуществить поворот, если необходимо

Цифровая модель местности готова. Если необходимо остальные здания можно тоже заменить моделями из 3D Studio Max или других графических пакетов подживающих формат *.3ds.

3.3 Этапы проведения комплексной оценки территории

1. Открыть компонент ArcGIS - программу ArcMap. Открыть панель инструментов 3D Analyst. В ней выбирать: Анализ поверхности =>уклон;

2. Готовый расчет уклонов выглядит так:

Чем ближе красному цвет, тем круче уклон и тем больше земляных работ надо будет провести.

3. Чтобы узнать объем земляных работ, надо построить TIN с вырезанным из него слоем земли. Открыть панель инструментов 3D Analyst. В ней выбирать: создать/изменить TIN => создать TIN из объектов => нерезкая замена.

4. Открыть компонент ArcToolbox => Инструменты 3D Analyst => Разность TIN.

5. Для расчета стока воды в панели 3D Analyst выбрать инструмент путь с максимальным уклоном

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ Р 52438-2005 (Группа Т43). Национальный стандарт российской федерации. Географические информационные системы. Термины и определения. Дата введения 2006-07-01;

2. Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации. Отраслевой стандарт минобразования россии. Информационные технологии в высшей школе. Геоинформатика и географические информационные системы. Общие положения. ОСТ ВШ 02.001-97. Москва;

3. СНиП 2.07.01-89 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений», срок введения в действие 1 января 1990 года;

4. Мартыненко А.И., Варшанина Т.П., Плисенко О.А. Геоинформационное моделирование территорий.// Системы и средства информатики: Спец. Вып. Геоинформационные технологии / Под ред. И.А. Соколова. - М.: ИПИ РАН, 2004;

Размещено на Allbest.ru