Image
11.12.2017 2 Comments

Geografické informačné systémy a virtuálna realita

Geografický informačný systém (GIS), počítačový systém pracujúci s údajmi opisujúcimi miesta na zemskom povrchu, je už zo svojej podstaty predurčený na využitie nástrojmi virtuálnej reality. Virtuálna realita (VR) na druhej strane je prostredie, ktoré počítačovými nástrojmi modeluje stav čo najviac sa približujúci skutočnosti. Dnes najznámejšie a najpopulárnejšie prostredia VR sú počítačové hry, ktoré sa snažia poskytnúť vizuálny zážitok či už zobrazením na obrazovke, alebo dnes stále častejšie aj špeciálnymi zariadeniami. Mánia mobilnej hry Pokémon zasiahla širokú populáciu a na pochopenie toho, čo je virtuálna realita, je to jeden z najvhodnejších príkladov, keď boli virtuálne postavy zobrazované v reálnom svete.

Pri práci s mapou, resp. s ortofotomapou, čo je reálna špeciálne upravená fotografia zemského povrchu zobrazená vo forme mapy, je dnes široké spektrum využitia. Typický príklad je navigácia, ktorú dnes bežne používa široká verejnosť. Práve na podklade ortofotomáp alebo aj obyčajných tematických máp sú tu zobrazované objekty nástrojmi virtuálnej reality. Na úplnosť je vhodné doplniť, že v súčasnosti ­najčastejší spôsob využitia virtuálnej reality v GIS-e je zobrazovanie 3D objektov na obrazovke, zatiaľ bez možnosti meniť zobrazovanú virtuálnu realitu v reálnom čase. Ani zďaleka to nie je jediný spôsob a s narastajúcim výpočtovým výkonom pribúdajú možnosti zobrazenia. Bude možné virtuálne sa prejsť po zemskom ­povrchu a nasimulovať si stav, ako to bude na konkrétnom mieste vyzerať, keď tam bude 100-ročný borovicový les alebo mladý brezový háj.

Súčasné možnosti dávajú naozaj široké možnosti využívania virtuálnej reality v rámci geografických informačných systémov. Medzi najčastejšie výstupy v GIS, kde možno využiť VR, patrí digitálny model terénu a v ňom, resp. na ňom sú zobrazované virtuálne objekty, ktoré sú do celkového obrazu dopočítané počítačom. Výpočet je časovo aj dátovo náročný a výsledok sa najčastejšie zobrazuje ako obrázok (mapa), prípadne ako video (napr. virtuálny prelet nad vizualizovaným územím).

Digitálny model terénu vzniká najčastejšie dvoma spôsobmi:

• nasnímaním reálnej krajiny, resp. jej povrchu a následným spracovaním
• vygenerovaním umelého zemského povrchu z rôznych údajových zdrojov pomocou počítačových algoritmov

V prvom prípade sa najčastejšie používa 3D skenovanie terénu pomocou leteckého laserového skenera umiestneného v lietadle, ktoré prelietava ponad krajinu a sníma jej povrch. Vzniknuté fotografie sa potom ďalej spracujú až do výslednej ortofotomapy. Nepochybná výhoda tejto metódy je v tom, že je bezkontaktná a možno snímať krajinu bez toho, aby sme do nej museli vstúpiť. Na druhej strane je vhodná na viditeľné časti krajiny, ale už menej vhodná na skryté objekty (napr. v hustom lesnom poraste) alebo na podzemné objekty.

V druhom prípade vygenerovanie umelého zemského povrchu alebo aj vygenerovanie reálneho zemského povrchu, ale bez nasnímanej reálnej krajiny je náročné na kvalitu vstupných údajov. Tým sa myslí taká kvalita vstupných údajov, aby vygenerovaný digitálny model terénu vyzeral realisticky.

Osobitná stránka zobrazovania údajov v geografickom informačnom systéme je fakt, že všetky údaje sú zobrazované v súradnicovom systéme, ktorý slúži na presné určenie polohy na zemskom povrchu. Z tohto dôvodu je nevy­hnutné tieto údaje transformovať, t. j. počítačovo upraviť tak, aby mali v každom bode jednoznačne definovaný matematický vzťah k reálnemu svetu a bolo možné vždy určiť, kde na zemskom povrchu sa daný bod nachádza. Toto je základný princíp, s ktorým musí každý geografický informačný systém pracovať.


Výpočet kalamitných zásob dreva v lesnom poraste za konkrétne časové obdobie

Veľmi častý spôsob využitia virtuálnej reality v GIS-e je aj vizualizácia objektov, ktoré sa nenachádzajú priamo na zemskom povrchu, tak, aby ich bolo možné vidieť v interakcii so zemským povrchom. Najmä v zastavaných územiach je vizualizácia podzemných inžinierskych sietí častý výstup celkovej vizualizácie. V súčasnosti je už samozrejmé, že výstupné údaje sú spracované ako 3D, t. j. v prípade GIS-u sú to údaje v súradnicovom systéme vrátane určenia nadmorskej výšky. Dokonca v mnohých prípadoch sa údaje spracúvajú ako 4D, keď štvrtý rozmer je čas, pričom priamo v špecializovaných nástrojoch GIS si možno pozrieť zmeny údajov na základe času. Typický príklad je vygenerovanie lesnej krajiny po veternej kalamite, ktorá by sa ňou mohla prehnať rýchlosťou 200 km/h. Takto by bolo možné vizualizovať zmeny. V konečnom dôsledku sú v obidvoch prípadoch výstupom husté bodové polia, ktoré majú svoje súradnice vrátane nadmorskej výšky. Vo vše­obecnosti sa dá tvrdiť, že pre ľudí je ťažké pochopiť a interpretovať takto spracované číselné údaje, a tak pre GIS sú okrem správnych údajov nemenej dôležité aj formy vizualizácie. Najtypickejší príklad je klasická mapa, či už vytlačená na papieri, alebo v digitálnej forme. Práve virtuálna realita poskytuje nové možnosti vizualizácie a ešte lepšieho pochopenia vzťahov v krajine, ktoré sú zobrazené v takom virtualizovanom prostredí.

Súčasné výpočtové možnosti dávajú naozaj široké možnosti využitia virtuálnej reality v architektúre, meteorológii, výskume vesmíru či v armáde. Preto je iba dobré, že aj v oblasti geografických informačných systémov sa dajú využiť tieto možnosti – či už v oblasti digitálnych modelov terénu, ale aj pri modelovaní miest či pri modelovaní poľnohospodárskej krajiny. Napokon si dnes už možno daný model vytlačiť na 3D tlačiarni a vizualizácia tak bude v zmenšení v istej mierke takmer identická so skutočným stavom.


Vizualizácia podzemných potrubí na ortofotomape z leteckého uhla pohľadu

 

Zobrazit Galériu
GIS

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

ITPro

Linux súkromne i pracovne v2.0 : Nové verzie unikátnych distribúcií

19.02.2018 00:10

V poslednom mesiaci roku 2017 boli vydané nové verzie linuxových distribúcií ReactOS a Puppy. Ide o dve unikátne distribúcie vymykajúce sa zo štandardu, ktorý predstavujú ostatné bežne používané distr ...

ITPro

Linux súkromne i pracovne v2.0 (25. časť): Okruhy siete Tor

12.12.2017 14:22

V tejto časti seriálu sa poslednýkrát vrátime k sieti Tor, pričom detailnejšie opíšeme spôsob fungovania jej okruhov. Na začiatku článku vám v stručnosti predstavíme postup vytvárania okruhov. Následn ...

ITPro

Knižné novinky

11.12.2017 13:46

Jak točit skvělá videa pro YouTube Chcete natáčať zaujímavé videá? Chcete byť na YouTube viditeľní a zbierať predplatiteľov? V tom prípade držíte v ruke tú správnu knihu, ktorá vás naučí, ako nakrúca ...

2 Comments

  1. Analfabet reakcia na: Geografické informačné systémy a virtuálna realita
    4.1.2018 00:01
    Prepacte, ale autor tohto clanku je uplny analfabet co sa tyka GIS, DPZ a VR. O virtualnej realite v spojeni s GIS je mozne hovorit len vtedy, ak na skutocne nasnimany a spracovany povrch zeme resp. data DPZ (ortofotomapa, DSM, DTM atd.) pridame tzv. virtualny layer objektov, ktore tam fyzicky nie su v case snimania dat DPZ. Cize cokolvek co si chceme naprojektovat/namodelovat na danu lokalitu alebo pod nou.

    "V prvom prípade sa najčastejšie používa 3D skenovanie terénu pomocou leteckého laserového skenera umiestneného v lietadle, ktoré prelietava ponad krajinu a sníma jej povrch. Vzniknuté fotografie sa potom ďalej spracujú až do výslednej ortofotomapy. Nepochybná výhoda tejto metódy je v tom, že je bezkontaktná a možno snímať krajinu bez toho, aby sme do nej museli vstúpiť. Na druhej strane je vhodná na viditeľné časti krajiny, ale už menej vhodná na skryté objekty (napr. v hustom lesnom poraste) alebo na podzemné objekty."

    V tomto texte autor tazko nezvladol zakladne pojmy ako lidar a nevhodnost pouzitia na "skryte objekty v hustom lesnom poraste". Autor by si mal nastudovat aky je rozdiel medzi DSM a DTM a preco je letecky lidar najvhodnejsi prave na pouzitie v lesnom poraste. Dalej ze z lidaru vznikaju fotografie, ktore sa spracuju do ortofotomapy je dalsi omyl storocia. Autor si tu pletie fotogrametriu s lidarom.

    Nabuduje menej chlastat a viac googlit v serioznejsich zdrojoch nez jedna babka povedala a pod.

    Michal
    michal.rus@zmapuj.to
    Reagovať
    • RE: Analfabet reakcia na: Analfabet
      16.2.2018 14:02
      To sa nerobí. Každý má nárok na omyl.

      Robo
      Reagovať

Vyhľadávanie

PC forum button

Najnovšie videá