При установленном модуле 3D Analyst можно создавать и анализировать темы поверхностей. Доступны два типа моделей поверхности: гряды (GRID) и тины (TIN) (см. след. стр.). Этим обеспечиваются мощные и гибкие средства, требуемые для решения широкого спектра задач моделирования поверхностей: Создание поверхностей с помощью графического интерфейса ArcView. Изменение существующих поверхностей, созданных на основе модели TIN. Моделирования поверхностей и их перспективного отображения в реальном времени с использованием третьего измерения Модуль ArcView 3D Analys Загрузка модуля добавляет пункт меню Surface Выполнение широкого спектра задач, включая создание изолиний, расчет профилей, отмывку рельефа и многое другое. 3D Объекты 3D Analyst добавляет поддержку новых типов векторных объектов. Вместе с координатами X и Y они хранят координату Z для каждой точки, которая используется для задания 3-х мерных объектов: точек, линий и полигонов (PointZ, LineZ, PolygonZ). Простая 3-х мерная геометрия этих объектов хранится в шейп-файлах и может использоваться: - в качестве входной информации при создании поверхностей; - для анализа поверхностей; - для 3D визуализации. - создание TIN-поверхностей из векторных объектов (точек или линий) -добавление объектов в TIN-поверхность - создание (путем интерполяции) GRID-поверхностей - создание изолиний на основе GRID- или TIN-поверхностей - построение поверхности углов наклона склонов - построение поверхности азимутов падений склонов - расчет зон затененности - расчет зон видимости - расчет площадей (Area) и объемов (Volume)

Перспективное отображение в реальном времени 3D Analyst добавляет через окно Проекта новый тип документа к интерфейсу ArcView - документ 3D Вид или 3D Сцена. Этот документ дает возможность использовать интерактивное окно просмотра, представляющее данные в перспективном отображении. С его помощью можно отображать и обновлять 3D-данные в перспективе; видеть 2D объекты в 3D измерении с использованием оттенения и растягивания по высоте; управлять и поворачивать объекты в реальном времени; раскрывать новые взаимосвязи объектов. Создание нового документа 3D Сцена или открытие существующего Окно проекта Окно легенды 3D Сцены (таблица содержания) Графическое окно документа 3D Сцена для объемного отображения объектов Располагается поверх остальных окон ArcView. Для его закрытия необходимо закрыть соответствииующее окно легенды Для остановки автоматического вращения - Esc.. В качестве данных в окно 3D-сцены могут быть добавлены как отдельные Темы, так и целые Виды

Окно задания свойств 3D Сцены Определение вертикального масштаба. Значение зависит от исходных данных (диапазона значений поля, Х, Y) Определение азимута и высоты источника освещения Определение единиц карты Общий порядок работы с модулем 3D-Analyst Загрузка модуля 3D-Analyst; Создание документа (окна) 3D-сцены; Добавление в окно 3D-сцены данных Определение свойств окна 3D-сцены: - единиц карты; - вертикального масштаба; - положения источника освещения и т.д. Определение 3-х мерных свойств каждой отдельной Темы ( см. след. страницу ): - источника высоты; - Z-фактора (величины вертикального масштаба); - смещения относительно базового уровня (нуля); - задание эффектов затенения, прозрачности и т.п. Определение свойств окна 3D-сцены Задание свойств 3D Сцены Добавление данных в 3D Сцену (послойно) Добавление всего содержания Вида в 3D-сцену Сохранение Вида 3D-сцены как растра

Определение 3D-свойств отдельных Темы в окне 3D-сцены Задание источника высоты на основе к-л поверхности Задание коэффициента вертикального масштабирования Задание смещения относительно нулевой или собственной высоты Темы Задание эффекта затененности (неприменимо к точкам и линиям) Определение расширенных возможностей Задание процента прозрачности Темы Определение 2-мерных свойств Темы Определение 3-мерных свойств Темы ! 3-мерные свойства могут быть заданы отдельно для каждой активной Темы. Как для собственно 3-мерных, так и для 2-х мерных Тем. Задание объектам эффекта вытягивания по к-л числу или значению атрибута Задание источника высоты на основе к-л числа или значения атрибута Имя Темы Определение характера прорисовки Темы при визуализации

Задание выполняется с использованием модулей 3D Analyst, Spatial Analyst Задание: Произвести интерполяцию значений для Ti, Cr и Cu. Произвести «обрезку» результатов интерполяции по контуру исходных данных (покрытие - kontur.shp). Отобразить результаты интерполяции в окне 3D-сцены. Использую условные фоновые значения для данных элементов, определить области развития аномалий и их связь с подразделениями геологической карты. Исходные данные: Расположение: H:\User_Data\Data\Geohim; Geohim.shp – данные профильного литогеохимического опробования участка. Данные представлены точечным покрытием, содержащим в атрибутах поэлементные результаты полуколичественного спектрального анализа на 19 элементов. Расстояние между точками опробования ~ 20 м, между профилями ~ 60 м. Geol_map.shp – геологическая карта; Gidroset.shp – линейное покрытие гидросети; Tektonika.shp – линии разрывных нарушений; Kontur.shp – полигональное покрытие - контур области, в пределах которой должны быть получены результаты интерполяции. Единицы карты – километры. Рис. 1.

Порядок выполнения задания: - открыть в ArcView покрытия с исходными данными. Для окна Вида задать единицы карты/длины - километры; - сделать видимыми открытые слои и установить для них вертикальный порядок в соответствииии с рис.1; - вынести надписи для условных обозначений в соответствииии с рис.1 для чего: - сделать активной Тему Geol_map.shp; - выбрать инструмент «Подписать» и щелкнуть по знакам условных обозначений; - изменить положение подписей можно при помощи указателя - открыть и познакомиться с атрибутивной таблицей покрытия geohim.shp (в т.ч. с диапазонами значений Ti, Cr и Cu) - для каждого из элементов (Ti, Cr и Cu) рассчитать и записать в тетрадь значения Среднее, Максимум и Минимум, для чего (при активной таблице): - убедиться, что в таблице не выбрано ни одной строки ( в противном случае расчеты будут произведены для выбранных объектов ). Для снятия выделения - пункты меню Редактировать Отменить выбор; - найти и выделить («утопить») заголовок колонки интересующего элемента (на Рис. 2 - Au); - пункты меню Поле Статистика получить соответствии. окно (Рис.3). Рис. 2. Рис. 3.

Рис. 4. Настройка модуля Spatial Analyst - Analysis Properties… для модуля Spatial Analyst задать исходные параметры интерполяции в соответствииии с (рис.4) : - Файл а Модули загрузить модули 3D Analyst и Spatial Analyst; - «Файл»а«Указать рабочий каталог...» задать папку (свою) для будущих данных (x:\), при этом, в пути не должны присутствовать имена каталогов с кириллическими названиями, с пробелами, длиной более 8-ми знаков. Несоблюдение этих правил ведет к некорректной работе модуля Spatial Analyst. Задание рабочей папки поможет «не потерять» ваши файлы, т.к. по умолчанию они создаются во временной папке Windows, которая очищается при завершении сеанса работы. - Analyst Extent (Экстент Анализа) – Same As geohim.shp (Такой же как у Темы точек опробования); - координатные значения экстента, появляются после определения Темы geohim.shp (лево, право, верх, низ) - As Specified Below (Как указано ниже) - Cell Size (размер ячейки) – 0,01 км. После ввода размера ячейки нажать Enter – будет рассчитано число строк (Number of Rows) и колонок (Number of Columns) - OK – завершить настройку модуля. - сохранить проект в своей папке (x:\) под именем Spatial2.apr

Рис Method – выбор метода интерполяции Spline; - Z Value Field – определение колонки таблицы, которая будет использована для интерполяции; - Weigth – числовой параметр, отвечающий за степень близости создаваемой Grid-поверхности исходным данным; - No: of Point – число ближайших точек, учитываемых при интерполяции; - Type – разновидность метода интерполяции Spline. - OK – запуск интерполяции. Запуск интерполяции, создание Grid-поверхностей: Surface Interpolate Grid (рис. 5) : Поочередно проинтерполировать методом Spline c параметрами, отображенными на рис.5 данные опробования для Ti, Cr и Cu;

Теория: Создаваемый в результате интерполяции GRID имеет форму прямоугольника и экстент согласно определенному в свойствах модуля Spatial Analyst. В приведенном ниже примере, по точкам геохимического опробования построен GRID. На левом рисунке в области отсутствия данных рассчитаны заведомо неправильные значения, в т.ч. отрицательные, выходящие из диапазона содержаний элемента. Красной рамкой обозначена область по которой данный GRID был обрезан – правый рисунок. Диапазон данных (см. легенду) значительно сузился, особенно для отрицательных значений. Оставшиеся отрицательные значения впоследствии должны быть заменены на фоновые. (Порядок обрезки с использованием модуля Spatial Tools 3.4 см. на слайде 8) Область отсутствия данных обозначена отсутствием заливки Диапазон значений GRID

Модуль Spatial Tools 3.4 (Используется для обрезки Grid-а по произвольному контуру. Другие функции модуля не рассматриваются.) Необходимыми условиями при обрезке являются: - Наличие активной Grid-Темы в окне Вида; - Наличие выбранного полигонального графического объекта, который будет служить границей обрезки. Для обрезки GRID-а используются пункты меню Transformation – Clip Grid… - при обрезке определяется, что должно остать-ся: inside – область Grid-а, соответствииующая внутренней части полигона или outside – внешней. Не выбранной части будет присвоено значение «Нет данных» Порядок выполнения обрезки Grid-а: - В качестве области обрезки используется полигональная Тема Kontur.shp. Для получения полигона, по которому будет сделана обрезка, в виде объекта графики необходимо открыть данную Тему для редактирования, выбрать Указателем единственный находящийся там объект и скопировать его в Буфер обмена. Прекратить редактирование Темы Kontur.shp и сделать ее невидимой. Вставить из Буфера обмена полигон. По умолчанию он не имеет заливки и контура, поэтому не виден. Видны только «квадратики- манипуляторы» по периметру выделения. Для того, чтобы сделать вставленный объект видимым необходимо через пункты меню Окно Показать окно символов определить стиль его отображения (желательно в виде узора-штриховки без заднего фона). ххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххххх - Результат обрезки представляет собой так же Grid-Тему, которая автоматически добавляется в окно Вида. Исходная Тема (не обрезанная) может быть после этого удалена (Редактировать – Удалить Тему). Тема – Свойства изменить имя Темы на название элемента, для которого проводилась интерполяция. В «Редакторе легенды» Темы изменить ее цвет, задав для Ti – фиолетовый, Cr – синий, Cu – зеленый цвета. Для области отсутствия данных – задать отсутствие цвета (пример оформления см. след. страницу). - Сохранить проект ArcView.

Результат интерполяции и «обрезки» Grid-поверхностей для Ti, Cr, Cu Построенным поверхностям заданы: - соответствииующие имена, - различные цветовые легенды (в соответствииии с цветом элемента на карте ПИ), - отсутствие цвета в областях отсутствия данных.

Рис. 1. Ti - Z-фактор = 1, смещение = Рис. 2. Cr - Z-фактор = xxx*, смещение = xxxx Рис. 3. Cu - Z-фактор = xxx, смещение = xxxx * - xxxx – значения подбираются самостоятельно На основе геологической карты отчетливо наблюдается различное распространение элементов Отображение полученных данных в окне 3-d Сцены (теория - слайды 2, 3, 4): - Загрузить модуль 3D Analyst, создать Новое окно 3-D Сцены, добавить в него Вид, содержащий ваши данные; - Отключить видимость Grid-ов. Задать для поверхности Ti источник высоты – поверхность и наличие затененности. - Вычислить для 3-D Сцены вертикальный масштаб. Включить видимость пов-ти Ti. Задать для нее смещение -6000, получив результирующее изображение как на Рис.1. Значение смещения определяется в величинах содержатия элемента таким образом, чтобы фоновые значения оказались визуально ниже уровня геологической карты. - Для поверхностей Cu, Cr также определить источник высоты – поверхность и наличие затененности. Подбирая для них самостоятельно: Z-фактор и смещение относительно 0 получить следующие отображения (рис. 2, 3). При этом первоначально подбирается приемлемая амплитуда поля (Z-фактор), а затем смещение относительно 0.

Совместное отображение данных геохимического опробования на фоне геологической карты. Для GRID-поверхностей заданы различные вертикальные смещения, а в целом для окна 3D-сцены – белый цвет фона.

Вопросы