США создают сверхточную карту высот поверхности страны

Геоинформатика

24 Февраля 2014 13:0224 Фев 2014 13:02 |

Поделиться

США приступили к реализации программы лидарной съемки территории страны. С ее помощью планируется создать карту высот поверхности с точностью до 9,25 см.

США приступили к реализации программы по сбору данных о высотах поверхности территории страны. Программа под названием 3DEP (3D Elevation Program) рассчитана на 8 лет. Съемка будет проводиться с помощью лазерных радаров – лидаров. В настоящее время импульсные лазерные сканеры уже развернуты на самолетах подрядчиков USGS. Они способны измерять высоту подстилающей поверхности с точностью до 9,25 см.

Техническое задание требует наличия 2 точек данных для каждого квадратного метра местности, в то время как ранее этот показатель составлял около 0,7 точек на кв.м. Масштабная съемка координируется Геологической службой США.

Полученные данные будут использоваться в целях повышения точности предсказания стихийных бедствий, в частности, наводнений. Проблема предсказания стихийных бедствий состоит не только в недостоверности метеопрогнозов, но и в недостаточно точных картах перепадов высот, что влияет на точность гидрологического моделирования. По словам руководителя американской Национальной геопространственной программы USGSС Марка Демулдера (Mark DeMulder), с начала 1900-х годов до начала XXI века, большинство карт рельефа были созданы с использованием ручных геодезических методов. Старые карты имеют погрешность измерения точности высот плюс-минус 6 м. Понятно, что ошибка даже в 0,5 м может означать затопление улицы, что и случилось в Нью-Йорке. По мнению Марка Демулдера, решить проблему неточных данных может только масштабная съемка страны с помощью лазерных радаров — лидаров.

Мобильное приложение как главная точка формирования клиентского опыта

ПО

Создание детальной карты высот столь большого государства является беспрецедентной задачей, которая даст массу ценной информации не только Федеральному агентству по чрезвычайным ситуациям. Полученные наборы данных будут доступны для других госучреждений и в открытом формате — для широкой публики. Точные карты высот необходимы в строительстве, при планировании сельскохозяйственных и геологоразведочных работ, в авиации, создании навигационных приложений и множестве других областей. Данные будут размещены в открытом доступе. Это означает, что сотни компаний, занимающихся разработкой геоинформационных систем , получат возможность работать с наборами данных масштабной лидарной съемки.

Форум «Интеграция геопространства — будущее информационных технологий» 23-25 апреля

• Бесплатный фотошоп: лучшие программы для обработки фото онлайн

Михаил Левкевич




Карта высот в ARCHICAD — GRAPHISOFT Center Ukraine

Опубликовано: 20 Июн 2019

/ manager

Карта высот в ARCHICAD

Эта статья — практический урок-инструкция по созданию GDL-объекта карты высот.



Материал подготовил Павел Меньших, практикующий архитектор и BIM-координатор архитектурного бюро Savytskyy Design.

 

Оригинал статьи вы можете найти здесь.

Краткая справка об авторе:

Образование:

• 2016 — 2017гг — Национальный университет «Львовская политехника», Институт архитектуры, магистерская степень в области “Реставрация архитектурного и художественного наследия”
• 2017 — 2018гг — Люблинский Политехнический Университет, факультет гражданской инженерии и архитектуры, магистерская степень в области “Диагностика и реставрация зданий”

Опыт работы:

• 2014 — 2016гг — частная практика
• 2016 — 2017гг — архитектор, Kreoplan
• 2017 — 2019гг — архитектор, BIM-координатор, Savytskyy Design

Практические навыки в программах:

• Archicad
• Rhinoceros
• Grasshopper
• Языки программирования GDL, Python

Прошел курсы:

• Revit
• Revit MEP
• Navisworks

Павел Меньших

 

Архитектор, BIM-координатор, архитектурное бюро Savytskyy Design

Карта высот в ARCHICAD

В этой статье мы поэкспериментируем со связкой ARCHICAD + Grasshopper + GDL. Ее мы рассмотрим на примере трансформации 3D-сетки в градиентную карту высот. Прежде чем начать, вспомним, что такое карта высот и чем она полезна.

Карта высот — один из вариантов подачи модели рельефа с использованием «псевдоцвета», где высота передается при помощи цветовой градации. В данном методе используется прием «вертикального преувеличения», чтобы сделать различия высоты более заметными.

Можно использовать карту высот для презентаций и планов в случае специфического рельефа местности (рис. 1).

(рис. 1)

От теории к практике

Сначала создадим файл в ARCHICAD и построим 3D-сетку местности. Разделим 3D-сетку на две части, к примеру, чтобы изменения были более наглядно видны (рис. 2).

(рис. 2)

Теперь нам нужен компонент Grasshopper-ARCHICAD Live Connection V2.0, — если вы им до сих пор не пользовались, на сайте Graphisoft его можно скачать бесплатно по следующей ссылке.

Следующим шагом будет активация Live Connection V2. 0: в ARCHICAD выполняем Файл-Взаимодействие-Grasshopper Connection. Далее открываем Rhinoceros и в нем запускаем Grasshopper, после чего возвращаемся в ARCHICAD и выполняем команду Start Connection.

Проделав все эти действия, в Grasshopper создаем компонент mesh, к которому привязываем 3D-сетку из ARCHICAD (рис. 3).

(рис. 3)

(рис. 4)

Далее необходимо построить формулу в Grasshopper (рис. 4).

Сначала разбиваем 3D-сетку, чтобы получить родные компоненты Grasshopper и иметь возможность далее работать с ними. Перестраиваем из точек 3D-сетки Delaunay Mesh, разбиваем его на грани. Для того, чтобы исключить возможность перевода некорректной геометрии в ARCHICAD, проверяем их и исключаем из выборки поврежденные. Из полилинии, которая очерчивает грани, получаем все вершины, обращаемся к каждой вершине по очереди, чтобы получить значения их координат. Определяем середину каждой грани и используем ее в качестве параметра интервала для узла градиента. При нажатии на узел Gradient правой кнопкой мыши можно выбрать одну из предустановленных цветовых схем. Для получения цветовых значений на выходе выставляем узел, который пропишем далее.

Для дальнейшего экспорта в ARCHICAD нам нужен объект, содержащий данные из Grasshopper, а также собственно эти данные для размещения. Необходимыми данными являются x-, y-, z-координаты трех вершин треугольника и RGB-данные цветов. Для удобного фильтрования данных внутри Grasshopper использовались GHPython компонентов (рис. 5), без которых скрипт получился бы более медленным и громоздким.

Важное примечание: для корректной работы узла GHPython необходимо установить на компьютер Python и IronPython.

(рис. 5)

Для этого нужно выбрать GHPython, раскрыть узел двойным нажатием по нему, и в теле разместить следующие данные, как показано на картинке выше (рис. 5):

#Sorting coordinate points and prepearing for ARCHICAD

xx, yy, zz = point. split ( «,»)

X = round (((float (xx)) / 1000), 2)
Y = round (((float (yy)) / 1000), 2)
Z = round (((float (zz)) / 1000), 2)

. . .

#rgb is input string, looks like Color [A = 255, R = 198, G = 216, B = 198]

color, red, green, blue = rgb.split ( «,»)

R = red [3:]
G = green [3:]
B = blue [3: -1]

Также необходимо изменить тип входных данных на string (рис. 6), а названия переменных на вход и выход должны строго соответствовать переменным в теле узла (рис. 5).

(рис. 6)

Следующий этап — создание объекта для ARCHICAD (рис. 7), поскольку только через этот объект мы сможем манипулировать данными. У объектов относительно высокое быстродействие в среде ARCHICAD, поэтому их использование всегда приоритетно.

Чтобы осуществлять контроль параметров объекта в Grasshopper, нам необходимо добавить параметр типа Истинное значение с переменной ParamcontrolByGrasshopper и установить для него значение ДА.

Больше о связи с Grasshopper можно почитать в Grasshopper-ARCHICAD Live Connection 2.X User Guide (Содержится внутри папки Документация в папке ARCHICAD на локальном компьютере).

(рис. 7)

Для соблюдения логики объекта было решено создавать отдельный экземпляр объекта для каждой грани, чтобы иметь возможность контролировать ее цвет. В 3D-скрипте создаем наш цвет с помощью команды DEFINE MATERIAL, как тип материала используем предустановленный тип matte, которому соответствует цифра 2, значение цвета задаются в диапазоне [0.0 … 1.0], поэтому разделяем наши переменные, в которые будут записываться значения из Grasshopper, на 255. Больше о GDL можно прочитать в GDL Reference Guide (Содержится внутри папки Документация в папке ARCHICAD). Далее назначаем созданный материал нашему объекту. Для наиболее точной мимики 3D-сетки в качестве объекта был выбран CSLAB_ из-за константной вертикальности его граней, возможности определения отдельного материала для граней и возможность контроля отображения индивидуальных граней и сторон. Чтобы сделать дно горизонтальным, использовалась команда CUTPLANE … CUTEND. Также были добавлены горячие точки во всех углах — для удобства выбора в окне ARCHICAD.

! 3D script

hh = MAX (z1, z2, z3)

pen pnn

DEFINE MATERIAL «rgb» 2, rr / 255, gg / 255, bb / 255

MATERIAL rgb

j1 = 1!: lower horizontal edge
j2 = 1!: vertical edge
j3 = 0!: upper horizontal edge
j4 = 1!: side face

s = j1 + 2 * j2 + 4 * j3 + 8 * j4

CUTPLANE 1, 1, 0, 1

CSLAB_ rgb, sidemat, sidemat,
3, -hh,
x1, y1, z1, s,
x2, y2, z2, s,
x3, y3, z3, s

CUTEND

HOTSPOT x1, y1, z1
HOTSPOT x2, y2, z2
HOTSPOT x3, y3, z3

HOTSPOT x1, y1 0
HOTSPOT x2, y2 0
HOTSPOT x3, y3 0

! 2D script

PROJECT2 {3} 3, 270, 2, 16 + 8 + 4 + 2

Тип данных для значений координат нужно определить числом с плавающей запятой, а для значений цвета — целым числом.

Для экспорта данных из Grasshopper в объект необходимо использовать узел object settings. В нем выбрать параметр Use existing Library Part, затем элемент с помощью select ARCHICAD Library Part и выбрать значения, которые необходимо контролировать (рис. 8).

(рис. 8)

Далее подключаем узел параметров объекта в узел объекта, необходимо также выставить узловую точку, ею может быть 0;0;0. Рекомендуется также присоединить узел boolean toggle к параметру синхронизации: таким образом будет возможность вручную активировать передачу данных в ARCHICAD, что упростит работу при большом количестве данных.

Вот пример настроенного алгоритма в Grasshopper, связанного с объектом GDL (рис. 9).

(рис. 9)

При активации синхронизации узла Object в Grasshopper данные для создания объектов начнут передаваться в ARCHICAD и это может занять некоторое время при условии большого количества объектов. После завершения вычислений мы получим желаемый результат: цветную карту высот в ARCHICAD, которой можно пользоваться и после закрытия Rhinoceros + Grasshopper (рис. 10).

(рис. 10)

По умолчанию объекты с Grasshopper приходят заблокированными, для возможности их редактирования внутри ARCHICAD необходимо их разблокировать (Редактор-Блокировка).

Подведем итоги

Grasshopper и возможность GDL-программирования открывают огромные возможности в ARCHICAD. Наиболее эффективно Grasshopper использовать для разбивки на элементы/ получения данных, а сами элементы импортировать в ARCHICAD как объекты — таким образом значительно улучшается продуктивность работы.

Принципы, изложенные в данном материале, можно использовать для импорта в ARCHICAD любых сложных форм из Grasshopper, а также колорирование этих форм в среде ARCHICAD, без необходимости создавать большое количество материалов цветов в обычном редакторе покрытий.

Оригинал статьи вы можете найти здесь.

Новости

Создание карты высот из реальных данных | Создать мир вики

В этом руководстве объясняется, как создать карту высот из данных высот реальные места в мире. Это может быть использовано для создания миров, которые на основе реальных местоположений.

Содержимое

• 1 Загрузка карты высот с terrain.party
• 2 Форматирование файла
  • 2.1 Изменение размера изображения
  • 2.2 Преобразование изображения в 16-битный PNG
• 3 Загрузка карты высот в CAW

Скачивание карты высот с terrain.party[]

Веб-сайт terrain.party в первую очередь предназначен для загрузки карт высот для использования в City: Skylines, но его легко использовать и для CAW. Обратите внимание, что не каждая область будет иметь данные карты высот.

Переместите окно вывода карты в то место, где вы хотите получить карту высот. Если окно вывода вашей карты не отображается на экране, вы можете отцентрировать его, нажав «Загрузить», затем «ОК», затем «Отмена». Или вы можете сразу перейти к определенному месту, выполнив его поиск.

Когда вы переместили поле вывода карты в нужное место и при необходимости изменили его размер, щелкните значок загрузки.

Назовите файл, и загрузка zip должна начаться.

ZIP-файл должен содержать несколько изображений карт высот. Просмотрите их, чтобы увидеть, какой из них вы предпочитаете, но, как правило, наиболее точным будет изображение «Объединено».

Форматирование файла[]

Изменение размера изображения[]

Во-первых, необходимо изменить размер изображения до размера, совместимого с CAW. Стандартные размеры:

Маленький: 256 x 256 пикселей

Маленький: 512 x 512 пикселей

Средний: 1024 x 1024 пикселей

Большой: 2048 x 2048 пикселей

Однако Appaloosa Plains использует карту высот размером 1536 x 1536 пикселей. Промежуточные размеры карты возможны, если они кратны 256. Таким образом, другой возможный размер карты — 1280 x 1280. Размер файла изображения можно изменить в любой программе редактирования изображений. В этом уроке я покажу вам, как это сделать в стандартной программе Windows Paint.

Когда вы изменили размер изображения до желаемого размера карты, нажмите «Сохранить».

Преобразование изображения в 16-битный PNG[]

CAW использует карты высот в 16-битном формате PNG. Использование любого другого битового файла PNG приведет к искажению или повторению карты в CAW.

Чтобы преобразовать файл, вам необходимо загрузить последнюю разрабатываемую версию GIMP, инструмента для редактирования изображений. Обратите внимание, что стабильная версия GIMP не имеет возможности изменять размер в битах. В этом уроке я буду использовать 64-разрядную версию Windows 2.9.2 версия разработки. Установите файл .exe, который вы загрузили.

Внутри папки GIMP, которую вы только что установили, будет файл run_gimp.bat. Нажмите на это, чтобы запустить программу. Откроются два окна, вам нужно открыть оба во время использования программы, но вы можете игнорировать и свернуть окно вывода GIMP. Однако не закрывайте его, пока не закончите работу с GIMP и не закроете другое главное окно.

Откройте загруженную карту высот.

1. Выберите «Изображение», затем «Режим», затем «Оттенки серого».

2. Выберите Изображение, затем Точность, затем 16-битное целое.

3. Выберите «Изображение», затем «Свести изображение».

Теперь сохраните изображение, нажав «Файл», затем «Экспортировать как».

В появившемся окне «Экспорт изображения» нажмите знак «плюс» рядом, чтобы выбрать «Тип файла», затем выберите PNG из списка. Наконец, нажмите «Экспорт», чтобы сохранить изображение.

Убедитесь, что изображение было экспортировано правильно, щелкнув правой кнопкой мыши экспортированный файл, выбрав свойства, а затем сведения.

Если битовая глубина равна 16, значит, вы отформатировали ее правильно.

Загрузка карты высот в CAW[]

Поместите изображение в папку Карты высот в CAW. Расположение будет примерно таким: C:\Users\user\Documents\Electronic Arts\The Sims 3 Create A World Tool\UserToolData\HeightMaps

Теперь загрузите CAW. Выберите «Файл», «Новый мир». Выберите карту высот для использования в качестве файла изображения. Выберите желаемые характеристики мира (максимальная высота, цветущий мир или пустыня) и нажмите ОК.

Ваш мир, скорее всего, будет очень неровным, но это недостаток способа получения данных о высоте. Этот метод лучше всего использовать в качестве основы для дальнейшей лепки ландшафта по своему вкусу.

Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.

Использование карт высот роговицы и полиномиального разложения для определения аберраций роговицы

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

• Создать новую коллекцию
• Добавить в существующую коллекцию
Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Невозможно загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

• Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Электронная почта: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый будний день

Который день? воскресеньепонедельниквторниксредачетвергпятницасуббота

Формат отчета: SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Обзор

. 1997 ноябрь; 74 (11): 906-16.

doi: 10.1097/00006324-199711000-00024.

Дж Швигерлинг ¹ , J E Greivenkamp

принадлежность

• ¹ Центр оптических наук, Аризонский университет, Тусон, США.
• PMID: 9403887
• DOI: 10. 1097/00006324-199711000-00024

Обзор

J Schwiegerling et al. Optom Vis Sci. 1997 ноябрь

. 1997 ноябрь; 74 (11): 906-16.

дои: 10.1097/00006324-199711000-00024.

Авторы

Дж Швигерлинг ¹ , Дж. Э. Грейвенкамп

принадлежность

• ¹ Центр оптических наук, Аризонский университет, Тусон, США.
• PMID: 9403887
• DOI: 10.1097/00006324-199711000-00024

Абстрактный

Цель: Рассмотреть использование данных о высоте видеокератоскопии роговицы, уточнить преимущества и недостатки таких данных, описать методы преодоления ограничений данных о высоте и продемонстрировать их использование для количественной оценки оптических свойств и аберраций роговицы.

Методы: Крутой прогиб роговицы скрывает тонкие вариации высоты роговицы, возникающие естественным путем, в результате болезни или хирургического вмешательства. Динамический диапазон, или отношение общего провисания к высоте элемента, является основным ограничением видеокератоскопических данных о высоте. Подробно описаны методы удаления одной или нескольких эталонных поверхностей, а также применение методологии для анализа волнового фронта и трассировки лучей аберраций роговицы, возникающих в результате радиальной кератотомии (РК), фоторефракционной кератэктомии (ФРК) и кератоконуса.

Полученные результаты: Удаление одной эталонной поверхности из необработанных данных о высоте роговицы начинает выявлять тонкие различия в высоте роговицы. Тем не менее, расширение данных о высоте поверхности до полного набора базовых функций обеспечивает сложный метод для извлечения вариаций роговицы высокого порядка. Выбор ортогонального базиса обеспечивает надежную подгонку по методу наименьших квадратов и формирует уникальные расширения поверхности. Полученные коэффициенты некоррелированы и представляют собой простую меру оптического качества.

Заключение: Видеокератоскопические данные о высоте полезны для анализа и количественной оценки деформации роговицы, возникающей в результате заболевания или рефракционной хирургии, и представляют собой сложную альтернативу или дополнение к картам диоптрийной силы.

Похожие статьи

• Проспективное рандомизированное исследование аберраций роговицы через 1 год после радиальной кератотомии или фоторефракционной кератэктомии.

  Хьортдал ЙО, Олсен Х, Элерс Н. Хьортдал Джо и др. J преломление Surg. 2002 янв-февраль;18(1):23-9. doi: 10. 3928/1081-597X-20020101-03. J преломление Surg. 2002. PMID: 11828903 Клиническое испытание.

• Представление видеокератоскопических данных о высоте с помощью полиномов Цернике.

  Швигерлинг Дж., Грейвенкамп Дж. Э., Миллер Дж. М. Швигерлинг Дж. и соавт. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 1995 октября; 12 (10): 2105-13. doi: 10.1364/josaa.12.002105. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 1995. PMID: 7500201

• Достоверность предсказания полиномиальной подгонки Цернике к поверхностям роговицы.

  Смолек МК, Клайс Сд. Смолека М.К. и др. J Катаракта рефракта Surg. 2005 г.; 31 (12): 2350-5. doi: 10.1016/j.jcrs.2005.05.025. J Катаракта рефракта Surg. 2005. PMID: 16473230

• [Обзор математических дескрипторов асферичности роговицы].

  Гатинель Д., Хауат М., Хоанг-Суан Т. Гатинель Д. и соавт. J Fr Офтальмол. 2002 янв; 25 (1): 81-90. J Fr Офтальмол. 2002. PMID: 11965125 Обзор. Французский.

• Моделирование видеокератоскопических данных о высоте с помощью сферических гармоник.

  Искандер ДР. Искандер ДР. Optom Vis Sci. 2009 май; 86 (5): 542-7. doi: 10.1097/OPX.0b013e31819fa8ec. Optom Vis Sci. 2009. PMID: 19319007

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Оценка оптимальной радиальной степени Зернике для представления поверхностей роговицы.

  Омиди П., Кайлесс А., Лангенбухер А. Омиди П. и др. ПЛОС Один. 2022 26 мая; 17 (5): e0269119. doi: 10. 1371/journal.pone.0269119. Электронная коллекция 2022. ПЛОС Один. 2022. PMID: 35617340 Бесплатная статья ЧВК.

• Точность измерения чистого роговичного астигматизма, полученного с помощью ОКТ.

  Льоренс-Кинтана С., Павлатос Э., Тавар О., Гупта С., Градин Д., Ромфх Д., Ли И., Хуан Д. Льоренс-Кинтана С. и соавт. J Катаракта рефракта Surg. 2022 1 марта; 48 (3): 267-274. doi: 10.1097/j.jcrs.0000000000000766. J Катаракта рефракта Surg. 2022. PMID: 34326282 Бесплатная статья ЧВК.

• Модель прогнозирования наилучшего фокуса, мощности и сферической аберрации роговицы: трассировка лучей на большом наборе данных ОКТ.

  Langenbucher A, Szentmáry N, Weisensee J, Wendelstein J, Cayless A, Menapace R, Hoffmann P. Лангенбухер А. и соавт. ПЛОС Один. 2021 22 февраля; 16 (2): e0247048. doi: 10.1371/journal.pone.0247048. Электронная коллекция 2021. ПЛОС Один. 2021. PMID: 33617531 Бесплатная статья ЧВК.

• Дизайн оптической системы для бесконтактного, нормального падения, терагерцового изображения in vivo роговицы человека.

  Сун С., Дабиронезар С., Лломбарт Н., Селвин С., Баджва Н., Чантра С., Новрузи Б., Гарритано Дж., Гоэлл Дж., Ли А, Дэн С.Х., Браун Э., Грундфест В.С., Тейлор З.Д. Сунг С. и др. IEEE Trans Terahertz Sci Technol. 2018 янв;8(1):1-12. doi: 10.1109/TTHZ.2017.2771754. Epub 2017 22 ноября. IEEE Trans Terahertz Sci Technol. 2018. PMID: 29450106 Бесплатная статья ЧВК.

• Изменения аберраций роговицы после ношения жестких газопроницаемых контактных линз у пациентов с кератоконией.