Создание TIN со структурными линиями в ГИС GRASS - История изменений

Александр Мурый: /* TIN в GRASS */

2013-11-03T08:39:48Z

TIN в GRASS

← Предыдущая версия		Версия от 10:39, 3 ноября 2013
Строка 8:		Строка 8:

	== TIN в GRASS ==		== TIN в GRASS ==
	ГИС GRASS включает модуль [http://grass.gis-lab.info/grass64/manuals~~/html64_user~~/v.delaunay.html v.delaunay], который строит триангуляцию Делоне по двух- или трёхмерным точкам, на выходе получается набор двух- или трёхмерных полигонов или линий. Однако, с помощью <v.delaunay> нельзя строить триангуляцию со структурными линиями.		ГИС GRASS включает модуль [http://grass.gis-lab.info/grass64/manuals/v.delaunay.html v.delaunay], который строит триангуляцию Делоне по двух- или трёхмерным точкам, на выходе получается набор двух- или трёхмерных полигонов или линий. Однако, с помощью <v.delaunay> нельзя строить триангуляцию со структурными линиями.

	== Модуль GRASS '''v.triangle''' ==		== Модуль GRASS '''v.triangle''' ==

Александр Мурый: /* Описание работы модуля */

2013-11-03T08:36:08Z

Описание работы модуля

← Предыдущая версия		Версия от 10:36, 3 ноября 2013
Строка 46:		Строка 46:
	<u>'''Использование:'''</u>		<u>'''Использование:'''</u>

	Модуль запускается из командной строки GRASS. Возможен также запуск через интерфейс Tcl/Tk. Для этого вначале необходимо поместить скрипт в каталог, куда установлена GRASS ($GISBASE/scripts) или в каталог с дополнительными модулями (заданный переменной ~~GRASS_ADDONS_PATH~~).		Модуль запускается из командной строки GRASS. Возможен также запуск через интерфейс Tcl/Tk. Для этого вначале необходимо поместить скрипт в каталог, куда установлена GRASS ($GISBASE/scripts) или в каталог с дополнительными модулями (заданный переменной GRASS_ADDON_PATH).

	<br> '''v.triangle''' [-cdqalysif] ''points''=имя [''lines''=имя] ''tin''=имя<br> [''max_area''=имя] [''min_angle''=имя] [''steiner_points''=имя] [''save''=имя]<br><br>		<br> '''v.triangle''' [-cdqalysif] ''points''=имя [''lines''=имя] ''tin''=имя<br> [''max_area''=имя] [''min_angle''=имя] [''steiner_points''=имя] [''save''=имя]<br><br>
Строка 102:		Строка 102:

	[[File:V.triangle_tcltk_gui.png\|400px\|thumb\|center\|Запуск <v.triangle> в GRASS через интерфейс Tcl/Tk:]]		[[File:V.triangle_tcltk_gui.png\|400px\|thumb\|center\|Запуск <v.triangle> в GRASS через интерфейс Tcl/Tk:]]


	=== Примеры ===		=== Примеры ===

Amuriy в 09:24, 12 мая 2012

2012-05-12T09:24:25Z

← Предыдущая версия		Версия от 11:24, 12 мая 2012
Строка 22:		Строка 22:

	<HR>		<HR>
	Исходные точки/линии из базы данных GRASS → ASCII → ~~специально~~ форматирование → '''Triangle''' → разбор текстовых файлов с триангуляцией → импорт TIN в ГИС в виде полигонов (через ASCII).		Исходные точки/линии из базы данных GRASS → ASCII → специальное форматирование → '''Triangle''' → разбор текстовых файлов с триангуляцией → импорт TIN в ГИС в виде полигонов (через ASCII).
	<HR>		<HR>

Amuriy в 07:34, 10 мая 2012

2012-05-10T07:34:40Z

← Предыдущая версия		Версия от 09:34, 10 мая 2012
Строка 141:		Строка 141:


	[[Файл:~~ArcView_GRASS_TIN_breaklines_RU~~.png\|800px~~\|thumb~~\|center\|TIN-модели, построенные с помощью ArcView 3D Analyst ('''слева''') и с помощью модуля GRASS <v.triangle> ('''справа''')]]		[[Файл:ArcView_GRASS_TIN_breaklines.png\|thumb\|800px\|center\|TIN-модели, построенные с помощью ArcView 3D Analyst ('''слева''') и с помощью модуля GRASS <v.triangle> ('''справа''')]]

Amuriy в 05:11, 10 мая 2012

2012-05-10T05:11:41Z

← Предыдущая версия		Версия от 07:11, 10 мая 2012
Строка 164:		Строка 164:


	[[Файл:TIN_on_monitor_colors.png\|center\|Вывод TIN с эффектом "отмывки" на графическом мониторе GRASS]]		[[Файл:TIN_on_monitor_colors.png\|500px\|thumb\|center\|Вывод TIN с эффектом "отмывки" на графическом мониторе GRASS]]

Amuriy в 05:05, 10 мая 2012

2012-05-10T05:05:21Z

← Предыдущая версия		Версия от 07:05, 10 мая 2012
Строка 141:		Строка 141:


	[[Файл:ArcView_GRASS_TIN_breaklines_RU.png\|~~1000px~~\|thumb\|center\|TIN-модели, построенные с помощью ArcView 3D Analyst ('''слева''') и с помощью модуля GRASS <v.triangle> ('''справа''')]]		[[Файл:ArcView_GRASS_TIN_breaklines_RU.png\|800px\|thumb\|center\|TIN-модели, построенные с помощью ArcView 3D Analyst ('''слева''') и с помощью модуля GRASS <v.triangle> ('''справа''')]]

Максим Дубинин в 18:54, 9 мая 2012

2012-05-09T18:54:26Z

← Предыдущая версия		Версия от 20:54, 9 мая 2012
Строка 1:		Строка 1:
	{{Статья\|~~Черновик~~\|~~TIN~~-~~with~~-~~breaklines-GRASS~~}}		{{Статья\|Опубликована\|struct-tin-grass}}
	{{Аннотация\|В статье описан вариант построения TIN со структурными линиями в ГИС GRASS.}}		{{Аннотация\|В статье описан вариант построения TIN со структурными линиями в ГИС GRASS.}}

Amuriy: /* TODO */

2012-05-09T18:10:21Z

TODO

← Предыдущая версия		Версия от 20:10, 9 мая 2012
Строка 189:		Строка 189:

	Планируется добавить / сделать:		Планируется добавить / сделать:
	* Поддержку "ограничивающих" полигонов в ~~[https://raw.github.com/amuriy/GRASS-scripts/master/~~v.triangle ~~v.triangle]~~ (для них в Triangle используется термин "hole"), а также "мягких" структурных линий~~, т.е. не имеющих высотных характеристик.~~		* Поддержку "ограничивающих" полигонов в <v.triangle> (для них в Triangle используется термин "hole"), а также "мягких" структурных линий;
	* ~~Поддержку~~ [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.refine.html улучшения TIN/сеток]		* поддержку [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.refine.html улучшения TIN/сеток];
	* ~~Модуль~~ для растеризации TIN		* модуль для растеризации TIN;
	* ~~Несколько примеров~~ со свободными данными		* примеры со свободными данными;
	* ~~Сравнить~~ результаты построения TIN в <v.triangle> с ArcGIS 3D Analyst / AutoCAD Civil 3D / ~~???~~		* сравнить результаты построения TIN в <v.triangle> с ArcGIS 3D Analyst / AutoCAD Civil 3D / другим ПО;
	* ~~Переписать~~ на Python для большей кроссплатформенности.		* переписать на Python для большей кроссплатформенности.

Amuriy в 18:08, 9 мая 2012

2012-05-09T18:08:03Z

← Предыдущая версия		Версия от 20:08, 9 мая 2012
Строка 101:		Строка 101:
	Запуск через интерфейс Tcl/Tk:		Запуск через интерфейс Tcl/Tk:

	[[File:V.triangle_tcltk_gui.png\|400px]]		[[File:V.triangle_tcltk_gui.png\|400px\|thumb\|center\|Запуск <v.triangle> в GRASS через интерфейс Tcl/Tk:]]


Строка 126:		Строка 126:


	[[Файл:Vdelaunay_vtriangle_compare.png\|800px]]		[[Файл:Vdelaunay_vtriangle_compare.png\|800px\|thumb\|center\|'''Слева''' — исходные данные; '''в центре''' — TIN, построенная только по точкам; '''справа''' — TIN, построенная по точкам и структурным линиям.]]


Строка 141:		Строка 141:


	[[Файл:ArcView_GRASS_TIN_breaklines_RU.png]]		[[Файл:ArcView_GRASS_TIN_breaklines_RU.png\|1000px\|thumb\|center\|TIN-модели, построенные с помощью ArcView 3D Analyst ('''слева''') и с помощью модуля GRASS <v.triangle> ('''справа''')]]


Строка 153:		Строка 153:
	На рисунке ниже отображён участок TIN на графическом мониторе GRASS (красным показаны наложенные сверху структурные линии, синим — вершины треугольников с их высотами).		На рисунке ниже отображён участок TIN на графическом мониторе GRASS (красным показаны наложенные сверху структурные линии, синим — вершины треугольников с их высотами).

	[[Файл:TIN_on_monitor.png\|~~600px~~]]		[[Файл:TIN_on_monitor.png\|500px\|thumb\|center\|Вывод TIN с высотами вершин треугольников на графическом мониторе GRASS]]


Строка 164:		Строка 164:


	[[Файл:TIN_on_monitor_colors.png]]		[[Файл:TIN_on_monitor_colors.png\|center\|Вывод TIN с эффектом "отмывки" на графическом мониторе GRASS]]


Строка 177:		Строка 177:


	[[Файл:TIN_NVIZ_clear.png\|800px]]		[[Файл:TIN_NVIZ_clear.png\|800px\|thumb\|center\|3D-визуализация TIN в NVIZ.]]

Amuriy в 17:29, 9 мая 2012

2012-05-09T17:29:46Z

← Предыдущая версия		Версия от 19:29, 9 мая 2012
Строка 1:		Строка 1:
	{{Статья\|Черновик\|TIN-with-breaklines-GRASS}}		{{Статья\|Черновик\|TIN-with-breaklines-GRASS}}
	{{Аннотация\|В статье описан вариант построения TIN со структурными линиями в ГИС GRASS. Используется специально написанный для решения этой задачи модуль [https://raw.github.com/amuriy/GRASS-scripts/master/v.triangle v.triangle], представляющий собой "обёртку" для программы [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html Triangle.]}}		{{Аннотация\|В статье описан вариант построения TIN со структурными линиями в ГИС GRASS.}}

	== Введение ==		== Введение ==
	Триангуляционные нерегулярные сети (англ. "[http://en.mimi.hu/gis/triangulated_irregular_network.html TIN]") часто используются в современных ГИС (и не только ГИС) для создания цифровых моделей рельефа. Такие модели имеют известные преимущества перед растровыми (например, способность совмещать в себе данные ~~с разным разрешением~~). Наиболее распространённый способ построения TIN — триангуляция Делоне. Для более точного моделирования поверхностей применяется метод построения TIN со "структурными линиями" (англ. [http://en.mimi.hu/gis/breakline.html breakline]), которые могут представлять собой, например, тальвеги водотоков или бровки террас (подробнее [http://www.ian-ko.com/resources/triangulated_irregular_network.htm 1], [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/Fundamentals_of_creating_TIN_surfaces/006000000010000000/ 2]).		Триангуляционные нерегулярные сети (англ. "[http://en.mimi.hu/gis/triangulated_irregular_network.html TIN]") часто используются в современных ГИС (и не только ГИС) для создания цифровых моделей рельефа. Такие модели имеют известные преимущества перед растровыми (например, способность совмещать в себе данные разного пространственного разрешения). Наиболее распространённый способ построения TIN — триангуляция Делоне. Для более точного моделирования поверхностей применяется метод построения TIN со "структурными линиями" (англ. [http://en.mimi.hu/gis/breakline.html breakline]), которые могут представлять собой, например, тальвеги водотоков или бровки террас, уступы и т.д. (подробнее [http://www.ian-ko.com/resources/triangulated_irregular_network.htm 1], [http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/Fundamentals_of_creating_TIN_surfaces/006000000010000000/ 2]).

			Структурные линии в TIN служат для принудительной триангуляции, выполняющейся вдоль них. Существует два основных типа структурных линий: "мягкие" (линии гладкого перегиба) "жёсткие" (линии негладкого перегиба, англ. [http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=Breaklines%20in%20surface%20modeling hard breaklines]). "Жёсткие" структурные линии определяют резкие изменения в уклонах поверхности, в то время как "мягкие" просто включаются в триангуляцию без изменения характера поверхности.

	== TIN в GRASS ==		== TIN в GRASS ==
	ГИС GRASS включает модуль [http://grass.gis-lab.info/grass64/manuals/html64_user/v.delaunay.html v.delaunay], который строит триангуляцию Делоне по двух- или трёхмерным точкам, на выходе получается набор двух- или трёхмерных полигонов или линий. Однако, с помощью <v.delaunay> нельзя строить триангуляцию со структурными линиями~~. Модуль <v.triangle> является попыткой заполнить этот функциональный пробел~~.		ГИС GRASS включает модуль [http://grass.gis-lab.info/grass64/manuals/html64_user/v.delaunay.html v.delaunay], который строит триангуляцию Делоне по двух- или трёхмерным точкам, на выходе получается набор двух- или трёхмерных полигонов или линий. Однако, с помощью <v.delaunay> нельзя строить триангуляцию со структурными линиями.

	== Модуль GRASS '''v.triangle''' ==		== Модуль GRASS '''v.triangle''' ==
			Модуль [https://raw.github.com/amuriy/GRASS-scripts/master/v.triangle v.triangle] является попыткой заполнить упомянутый выше функциональный пробел. Он представляет собой shell-скрипт с использованием разных модулей GRASS, стандартных Unix-утилит, <awk> и фактически является "обёрткой" для программы <Triangle>.

	=== Программа <Triangle> ===		=== Программа <Triangle> ===
	[http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html Triangle] — программа для построения двухмерной [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.delaunay.html триангуляции Делоне] (в том числе триангуляции с ограничениями и конформной), диаграмм Вороного и качественных полигональных сеток. Написана математиком из университета Беркли Джонатоном Шевчуком (Jonathan Richard Shewchuk). Об опциях программы подробнее можно почитать в объёмном [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.help.html мануале] и на [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.switch.html специальной] странице. Публикации по используемым методам и алгоритмам даны на странице [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.research.html библиографии].		[http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html Triangle] — программа для построения двухмерной [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.delaunay.html триангуляции Делоне] (в том числе триангуляции с ограничениями и конформной), диаграмм Вороного и качественных полигональных сеток. Написана математиком из университета Беркли Джонатоном Шевчуком (Jonathan Richard Shewchuk). Об опциях программы подробнее можно почитать в объёмном [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.help.html мануале] и на [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.switch.html специальной] странице. Публикации по используемым методам и алгоритмам даны на странице [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.research.html библиографии].

	Последняя версия <Triangle> (1.6) выпущена в 2005 г. Исходный код (на языке программирования С) фактически находится в публичном доступе, но не под открытой лицензией , и может свободно использоваться в исследовательских и других некоммерческих целях. ~~В силу своего устройства~~ <Triangle> ~~может применяться~~ в ~~качестве "фильтра" для точечных~~/~~линейных~~/~~полигональных ГИС-данных~~, по ~~которым нужно провести триангуляцию~~:		Последняя версия <Triangle> (1.6) выпущена в 2005 г. Исходный код (на языке программирования С) фактически находится в публичном доступе, но не под открытой лицензией , и может свободно использоваться в исследовательских и других некоммерческих целях.

			Для триангуляции любых данных с координатами и атрибутами (в том числе, геоданных) с помощью <Triangle> их нужно вначале преобразовать в специальным образом отформатированные текстовые файлы ([http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.node.html node] и [http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.poly.html poly]), а затем подать их на вход программе с нужными параметрами. Модуль <v.triangle> работает по следующему алгоритму:


	<HR>		<HR>
	Исходные ~~векторные ГИС-данные~~ → ASCII → специально форматирование → '''Triangle''' → разбор текстовых файлов с триангуляцией → импорт TIN в ГИС в виде полигонов (через ASCII).		Исходные точки/линии из базы данных GRASS → ASCII → специально форматирование → '''Triangle''' → разбор текстовых файлов с триангуляцией → импорт TIN в ГИС в виде полигонов (через ASCII).
	<HR>		<HR>


	=== Описание работы модуля ===		=== Описание работы модуля ===
	Модуль [https://raw.github.com/amuriy/GRASS-scripts/master/v.triangle v.triangle] представляет собой shell-скрипт с использованием разных модулей GRASS, стандартных Unix-утилит и <awk>. Для работы скрипта необходим любой современный дистрибутив Linux (тестировался в Ubuntu 10.04), ГИС GRASS версии не ниже 6.4.* и установленная <Triangle> (процесс компиляции описан в файле README в [http://www.netlib.org/voronoi/triangle.zip архиве] с исходным кодом).		Для работы скрипта необходим любой современный дистрибутив Linux (тестировался в Ubuntu 10.04), ГИС GRASS версии не ниже 6.4.* и установленная программа <Triangle> (процесс компиляции описан в файле README в [http://www.netlib.org/voronoi/triangle.zip архиве] с исходным кодом).


Строка 30:		Строка 37:

	'''На заметку''':		'''На заметку''':
	* на момент написания статьи в модуле реализована только триангуляция с ~~т.н.~~ "жёсткими" структурными линиями ~~([http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=Breaklines%20in%20surface%20modeling hard breaklines])~~;		* на момент написания статьи в модуле реализована только триангуляция с "жёсткими" структурными линиями;
	* исходные данные (точки и линии) должны быть трёхмерными;		* исходные данные (точки и линии) должны быть трёхмерными;
	* модуль работает только в областях GRASS с прямоугольной системой координат (в метрах);		* модуль работает только в областях GRASS с прямоугольной системой координат (в метрах);