Разработка технологии комплексной оценки градостроительной ситуации в среде геоинформационной системы

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;

2.5 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 уклонам

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