Собственные технологии современного представления геопространственной информации

Технология трехмерной фотореалистичной визуализации данных аэросъемки

Технология трехмерной фотореалистичной визуализации данных аэросъемки
Большинство потребителей заинтересовано в незамедлительном получении результатов аэросъемочных работ для их просмотра, первичного анализа и работы с ними.
Именно для них в 2003 году начата разработка технологии трехмерной фотореалистичной визуализации данных аэросъемки.
Воплощением технологии стал собственный программный продукт LEKS – средство оперативного просмотра и анализа необработанных результатов лазерного сканирования и цифровой аэрофотосъемки.

LEKS - исходные данные
Классифицированные точки лазерных отражений (1)

LEKS - исходные данные
Плановые или перспективные снимки (2)
Элементы внешнего ориентирования камеры и параметры ее калибровки (3)

LEKS - результат
Трехмерная фотореалистичная модель местности (4)

LEKS - результат
Трехмерная фотореалистичная модель местности (4)

LEKS - основа
Ядром LEKS являются уникальные методы быстрой загрузки и визуализации больших массивов точек лазерных отражений (более 60 млн.) и растров на основе алгоритмов пространственной индексации.
Устойчивый и высокопроизводительный графический движок позволяет осуществлять мгновенное комбинирование разнородной геопространственной информации (ТЛО, растры, модели и т.п.)
Такая основа позволяет неограниченно наращивать прикладной функционал программы, связанный с математическим анализом трехмерных геопространственных данных (классификация, восстановление реальной формы объектов, инженерные задачи и т.п.)

LEKS – сегодня
Простой, интуитивно понятный интерфейс. Простота установки и использования неподготовленными пользователями;
Высокая производительность при работе с большими массивами данных. Широкие возможности визуализации данных;
Загрузка и импорт множества форматов - от “сырых” данных аэросъемки до реалистичных моделей 3DS;
Трехмерное фотореалистичное моделирование местности и рельефа;
Расширяемый прикладной инструментарий (классификация; триангуляционное моделирование; измерения; построение произвольных профилей, сечений и горизонталей; трехмерная оцифровка контуров; Определение зон видимости и объемов и т.п.)

LEKS – возможности
Создание горизонталей

LEKS – возможности
Создание профилей

LEKS – возможности
Выделение рельефа на примере городской застройки

LEKS – возможности
Выделение рельефа на примере сложного ландшафта (1)

LEKS – возможности
Выделение рельефа на примере сложного ландшафта (2)

LEKS – возможности
Классификация ТЛО по различным критериям

LEKS – возможности
Проведение геометрических измерений

LEKS – возможности
Построение трехмерных объектов

LEKS – возможности
Фотореалистичное моделирование территорий

LEKS – возможности
Фотореалистичное моделирование территорий

LEKS - завтра
Сетевая работа с единым хранилищем данных;
Автоматическое распознавание и восстановление форм объектов;
Привязка атрибутивной информации и взаимодействие с СУБД;
Простые инструменты текстурирования моделей любыми растрами, не имеющими координатной привязки;
Наращивание простого в использовании специализированного функционала, востребованного пользователями данных.

Технология представления результатов комплексной аэросъемки

Технология представления
результатов комплексной аэросъемки
В связи с расширением сферы применения геопространственных данных все более актуальным становится:
Обеспечение максимальных возможностей визуального анализа местности и расположенных на ней объектов;
Разработка новых форм их визуального представления.
В первую очередь это касается урбанизированных территорий, включающих городскую застройку и территории промышленных предприятий.
Для удовлетворения таких потребностей разработана технология представления результатов комплексной аэросъемки территории.

Aspectus
Результатом реализации такой технологии является программный продукт Aspectus.
Aspectus – своеобразная программная геоинформационная среда, оперирующая визуальными пространственными данными – в первую очередь, геопривязанными плановыми и перспективными снимками и ортофотопланом.
Использование набора наклонных аэрофотоснимков как изображений, обеспечивающих большую узнаваемость объекта, повышает эффективность визуального анализа и облегчает процессы принятия решения с использованием такого рода информации.

Aspectus – исходные данные
Набор цифровых геопривязанных перспективных и плановых снимков, полученных с нескольких ракурсов;
Цифровой ортофотоплан или цифровая карта в растровом или векторном формате;
Цифровая модель рельефа.

Aspectus – исходные данные
Пример отображения объекта на ортофотоплане и перспективных снимках

Aspectus – особенности
Такой способ представления данных позволяет:
легко дешифрировать объекты на изображениях;
легко ориентироваться на местности;
эффективно осуществлять визуальный анализ местности и объектов на ней;
производить измерения непосредственно на фотоснимках;
ускорить процессы принятия решений с помощью визуальных данных.

Aspectus – особенности
Программа позволяет эффективно оперировать со сколь угодно большими наборами снимков, выполняя подгрузку снимков «на лету» по мере изменения положения точки интереса.
Предоставляется возможность как синхронного, так и раздельного панорамирования и масштабирования всех изображений.

Aspectus - возможности
Отображение ортофотоплана и 4-х наклонных снимков

Aspectus - возможности
Отображение ортофотоплана и 4-х плановых снимков

Aspectus - возможности
Отображение топоплана и 2-х наклонных снимков

Aspectus - возможности
Программа позволяет проводить следующие пространственные измерения в пределах изображений:
координат точек;
расстояний;
периметра, длины, ширины, высоты объектов;
площадей объектов.
Программа обладает мощными средствами векторизации контуров объектов и создания 3D-моделей.

Aspectus - возможности
Определение площадей и расстояний

Aspectus - возможности
Трехмерное фотореалистичное моделирование

Aspectus - возможности
Трехмерное фотореалистичное моделирование

Следующий шаг

Стратегия развития
Интероперабельность
стандартизация форматов хранения геопространственных данных;
взаимодействие всех программных комплексов с единым хранилищем геопространственных данных.
Многопользовательские системы
переход от файловой структуры хранения данных в пользу организации единого хранилища геопространственных данных.
Простота использования
стандартизованный, эргономичный и удобный пользовательский интерфейс.

Схема представления геопространственной информации

Схема представления геопространственной информации

Схема представления геопространственной информации

Выводы
Использование современных технологических решений представления геопространственной информации предоставляет следующие преимущества:
Оперативное получение наглядной трехмерной картины местности, пригодной для решения широкого спектра прикладных инженерных задач;
Минимизация времени обработки и экономия средств за счет отказа от затрат на создание трудоемких продуктов (цифровые карты, планы и т.п.);
Автоматизированный оперативный мониторинг изменений местности и объектов, не только фактический (где-то что-то изменилось) но и численный (на сколько изменилось).