3. Картографические программы.

Картографических программ, позволяющих создавать виртуальные модели местности, немного. К ним можно отнести Virtual GIS (из комплекта Erdas Imagine), MultiGEN, ArcView 3D-Analyst. Данные пакеты позволяют текстурировать поверхности, наносить дополнительные объекты, проводить просчет сцены в реальном времени, поддерживать картографические системы координат и проекции. Нужно отметить, что потенциальные возможности ArcView 3D-Analyst сравнительно бедны, а качество и скорость обсчета сцен невелики. Из упомянутых программ наиболее богаты возможности Multigen, однако обсчет больших сложных сцен в данной программе затруднен. Возможности Virtual GIS меньше, однако на сегодняшний момент эта программа позволяет создавать наиболее крупные ВММ высокого разрешения, давая возможность обсчитывать их в реальном времени с хорошим качеством.

4. Картографическая анимация.

Виды картографических анимаций. В настоящее время можно выделить несколько типов картографических анимаций:

1. Анимированные двухмерные карты динамики.

1.1. Карты динамики площадных контуров явлений на различные даты.

1.2. Карты разности состояний на несколько дат одних и тех же площадных контуров.

1.3. Карты динамики точечных объектов (динамика положений или состояний объектов).

1.4. Карты динамики линейных объектов (динамика положений или состояний объектов).

1.5. Комплексные динамические двухмерные карты (карты, на которых одновременно показана динамика точечных, линейных и площадных объектов либо различных их сочетаний).

2. Анимированные двухмерные карты движения.

3. Классические двухмерные карты, использующие в качестве

изобразительного средства эффекты анимации.

4. Анимированные линейные и площадные анаморфозы.

4.1. Анимированные линейные анаморфозы.

4.2. Анимированные анаморфозы, показывающие динамику контуров на различные даты (2 и более).

4.3. Анимированные анаморфозы состояний контуров.

4.4. Комплексные анимированные анаморфозы (динамика контуров и состояний контуров в сочетании с прочими динамическими изобразительными средствами).

5. Анимированные динамические трехмерные изображения.

5.1. Анимированные поверхности (изометрия, динамическая изометрия со сменой точки и угла обзора).

5.2. Анимированные трехмерные блок-диаграммы и условные знаки.

5.3. Трехмерные анимированные анаморфозы.

6. Анимации в виртуальн-реальностных изображениях.

6.1. Облет местности, движение по поверхности.

6.2. Движение в среде.

6.3. Движение в пространстве виртуальной реальности цифровой модели местности (ЦММ) одновременно с анимированием отдельных компонентов самой ЦММ (движение наземных и воздушных объектов, течение рек, метеоявления, проч.).

По конечному результату анимации можно подразделить на следующие типы:

1. Неуправляемая последовательность двухмерных кадров. (анимация в формате AVI (видео для WINDOWS).

2. Последовательность векторных карт, переводящаяся в растр и выводимая на экран в реальном времени. Обычно создание такой анимации ведется на базе уже существующих ГИС-пакетов с помощью системы внутренних команд или встроенного языка программирования. Примером может служить анимация, составленная из последовательности векторных карт в формате SHP (работающая в среде ArcView), интерактивно управляемая пользователем.

3. Полностью управляемая пользователем модель данных, визуализируемая в результате длительного просчета. Здесь пользователь может изменить почти все параметры (скорость облета, угол зрения, дальность видимости, наличие атмосферных эффектов, движение прочих моделей в пространстве математической модели местности и т. п.), однако изменения анимации он может увидеть лишь после просчета, в результате которого получается некорректируемая последовательность двухмерных кадров.

4. Полностью управляемая пользователем виртуальная модель местности, визуализируемая в режиме реального времени.

Здесь пользователь может изменить все параметры, причем результаты изменений становятся видны сразу же и не требуют каких-либо дополнительных расчетов. Создание модели может быть чрезвычайно сложным, требуя не только больших вычислительных мощностей, но и владения сразу несколькими ГИС-пакетами, пакетами ЗD-анимации, программирования и проч.

Назначение анимаций.

В настоящее время основными областями, для которых создаются и в которых используются картографические анимации, являются:

а) оперативное картографирование (гидрометеослужбы) и экстренное картографирование при ЧС. Цели анимационного картографирования: своевременная поддержка принятия решения, выявление закономерностей развития картографируемого явления, достоверное прогнозирование развития ситуации на основании имеющегося динамического ряда состояний картографируемого процесса.

б) учебный процесс (школы, вузы, военные учебные заведения, проч.). Цель: достоверная передача знаний учащимся, более наглядная демонстрация ранее выявленных закономерностей развития картографируемых явлений и процессов.

в) демонстрационно-рекламная и пропагандистская деятельность (различного рода презентации и показы, совмещающие демонстрацию картографических фильмов с разнообразной прочей информацией — тексты, графики, таблицы, фотоматериалы, видеозаписи). Цель: наглядная передача специализированной информации лицам, не имеющим картографической подготовки (потенциально — демонстрация гражданам, не имеющим вообще никакого образования), имеющая целью ПОДВИГНУТЬ ИХ К какому-либо действию.

г) планирование военных операций или слежение за их ходом. Цель: максимально наглядная передача специализированной информации лицам, имеющим картографическую подготовку, ставящая целью обеспечить оперативную поддержку принятия решения.

д) фундаментальные исследования в области исторических, географических, геологических, общественных наук. Цель: фундаментальные исследования для выявления неизвестных ранее процессов.

Анимация и картографические способы изображения. Как известно, при создании всех условных знаков картограф оперирует графическими переменными. В классической картографии к ним относятся: форма, размер, цвет, светлота, внутренняя структура знака, ориентация знака. Картографические анимации добавили к этому ряду еще несколько переменных.

1. Анимация формы (условный знак может менять свою форму, причем смена формы может идти по-разному в зависимости от семантического значения знака). Пример карты: карта людности городов; величина рождаемости показана в виде условного знака — кружка, рождаемость тем больше, чем больше разность между начальным и конечными размерами кружка, скорость роста каждого кружка пропорциональна среднему числу родившихся детей на 100 матерей. Анимации циклически повторяются.

2. Анимация цвета (условный знак меняет исходный цвет на другие цвета, скорость и тип смены цвета характеризует интенсивность картографируемого процесса). Пример карты: электоральная карта городов, показанных условным знаком — белым кругом. Размер круга пропорционален численности жителей. Электоральные предпочтения большинства показаны переходом от белого

цвета к условному цвету того или иного кандидата, скорость смены цвета пропорциональна перевесу на выборах. Анимации циклически повторяются.

3. Анимация размера (условный знак меняет размер, смена размера зависит от семантики). Пример карты: карта населенных пунктов. Населенные пункты показаны условным кругом диаметром D. Миграция населения показана циклической медленной сменой размера знаков (период смены — Т), причем диаметр знака меняется пропорционально количеству мигрантов за год. Поселки

вахтового типа с сезонным заселением показываются также циклической сменой знака (период — 7/6), пропорциональной численности вахты.

4. Анимация внутренней структуры знака (внутри знака происходит смена текстуры или рисунка знака). Пример: карта населенных пунктов (показаны различной формы геометрическими условными знаками в зависимости от типа поселения — городское, сельское), цветом показан национальный состав, текстура передает половозрастной состав, анимацией текстуры показаны изменения в структуре половозрастного состава, происшедшие за период.

5. Анимация положения знака. С помощью характера движения знака можно показать дополнительную информацию об объекте.

Анимация положения возможна в двух видах.

Первый вид — движение значка по полю карты, показывающее фактическое перемещение объектов в пространстве. Пример: карта преобладающего направления течений в море. Направление движения водных масс показано движущимися стрелками.

Второй вид — знак двигается, но движение знака не связано с его перемещением в пространстве. Пример: карта мира, в центре каждой страны стоит одинаковый условный знак (например, круг); при достижении страной определенного уровня эмиграции за год знак начинает совершать «биения» из стороны в сторону, оставаясь в конечном итоге на одном месте, причем амплитуда биений пропорциональна дальности миграции.

Анимация поверхностей.

В географии мы часто сталкиваемся с необходимостью анализа ряда поверхностей. Это может быть: ЦМР одной и той же территории в различные эпохи, поле атмосферного давления, поверхность, построенная по псевдоизолиниям лесистости местности.