2. Цифровые модели местности, планы, карты

Использование новейших типов съемочных систем, переход к компьютерным технологиям и информационным системам по­зволяют получать и хранить полученную информацию о местно­сти в виде цифровых моделей, которые при необходимости могут быть представлены в визуализированном виде (на экране мони­тора или в графическом виде на бумаге). Графические планы и карты стали вторичны по отношению к цифровым моделям мест­ности.

Моделью принято называть результат описания (моделирова­ния) какого-либо объекта, процесса или явления. Модель позво­ляет заменить изучаемый объект или явление его упрощенной формой без потери необходимой информации о нем. Модель не обязана быть абсолютно тождественной самому прообразу, но должна обладать достаточностью. Под достаточностью модели по­нимают такое ее приближение к прообразу, при котором погреш­ности модели не превышают допустимые погрешности измерения параметров прообраза.

Процесс создания и изучения моделей — моделирование — одна из основных категорий теории познания: на идее моделиро­вания, по существу, базируется любой метод научного исследова­ния, как теоретический, так и экспериментальный.

Моделирование может быть семантическим (словесным), ана­логовым и математическим.

В фотограмметрии наиболее широкое распространение полу­чило математическое моделирование, которое описывает изучае­мые объекты или явления в виде:

формул (аналитические модели);

геометрических образов (геометрические модели);

массивов чисел (цифровые модели).

Цифровая модель местности (ЦММ) представляет собой много­мерную цифровую запись информации о местности на магнитном носителе. В цифровых информационных потоках информация хранится поэлементно. Каждый элемент ЦММ имеет п численных характеристик, три из которых — пространственные координаты точки местности, остальные — закодированные числами семанти­ческие характеристики этой точки.

Цифровую модель местности, содержащую информацию о пространственном положении объектов местности, а также семан­тическую информацию об этих объектах, можно представить как совокупность цифровой модели рельефа (ЦМР) и цифровой моде­ли ситуации (ЦМС).

Под ЦМР понимают массив чисел, являющихся простран­ственными координатами точек местности. ЦМС также представ­ляет собой массив чисел, каждым элементом которого являются плановые координаты поворотных точек границ объектов и зако­дированная числами семантическая информация об этих объек­тах. Содержание контуров определяется тематикой модели ситуа­ции — это могут быть топографические элементы, сельскохозяй­ственные угодья, лесотаксационные единицы, почвенные разно­сти и т. п.

Цифровые модели местности являются базой для создания ши­рокого спектра картографической продукции, используемой зем­леустроительными и кадастровыми службами. Это цифровые (электронные) карты, фотопланы, контурные фотопланы, топо­графические фотопланы, ортофотопланы, фотокарты, топографи­ческие планы, ЗБ-изображения.

Цифровая (электронная) карта (ЦК) — это объединение цифро­вой модели рельефа и нескольких цифровых моделей ситуации. Каждая ЦМС представляет собой так называемый слой ЦК. Все слои ЦК связаны между собой посредством ЦМР.

Как правило, в цифровых картах используют географические координаты, поэтому цифровые карты не имеют масштаба. При визуализации цифровая карта может быть представлена в любом

масштабе, но не крупнее того, точность которого соответствует точности исходных данных для создания ЦК.

Цифровые карты содержат значительно больший объем инфор­мации, нежели традиционные графические карты, благодаря по­слойному ее хранению.

Кроме того, цифровые карты физически не устаревают, не вет­шают. Информацию о местности на современном уровне поддер­живают ведением непрерывного мониторинга и картографическо­го дежурства.

Фотоплан — фотографическое одномасштабное изображение местности в заданном, обычно стандартном масштабе, на которое нанесена координатная сетка. Как правило, фотопланы изготав­ливают в рамках трапеций государственной или условной раз­графки или на территорию отдельных землепользовании.

На контурных фотопланах условными знаками показаны необ­ходимые элементы ситуации, некоторые элементы естественного рельефа: бровки балок, оврагов, линии резкого изменения крутиз­ны склонов, а также искусственные формы рельефа.

На топографических фототанах условными знаками показана ситуация и нанесены горизонтали.

После удаления фотоизображения контурные и топографичес­кие фотопланы превращаются соответственно в контурные и то­пографические планы.

Иногда, например при проектировании противоэрозионных мероприятий, целесообразно сохранить фотоизображение, несу­щее максимум информации об эрозионных процессах. В таких случаях на топографических фотопланах число условных знаков уменьшается до необходимого минимума. В результате получается продукция, называемая фотокартой.

Ортофотоплан — фотографическое изображение местности в ортогональной проекции. Первоначально по экономическим со­ображениям ортофотопланы изготавливали преимущественно на горные территории. В настоящее время ортофотопланы получают на различные районы местности с любыми превышениями и фор­мами рельефа.

3D-изображение — это изображение трехмерных объектов на плоскости. Эта новая форма представления пространственной ин­формации находит широкое применение в различных сферах на­учной и производственной деятельности.