Integracja GIS i wirtualnej rzeczywistości do wizualizacji i eksploracji danych geograficznych

• Autorzy: Kolecka N.

Warianty tytułu

EN

Integration of gis and virtual reality for geographic data visualization and exploration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kartografia 3D i wizualizacja 3D danych geograficznych cieszą się obecnie dużą popularnością. Uważa się, że sposób wizualizacji jest tak ważny jak sama treść mapy, a trójwymiarowy GIS jest bardziej komunikatywny od dwuwymiarowego. Ten artykuł prezentuje, jak w prosty sposób połączyć kartografię, GIS i wirtualną rzeczywistość w celu wizualizacji, analizy i eksploracji danych. Do wykonania map i trójwymiarowej wizualizacji danych użyto oprogramowania ESRI: ArcGIS i ArcScene, a wizualizacje bardziej realistyczne wykonano w programie Google SketchUp Pro 6, który umożliwia korzystanie z gotowych i tworzenie własnych modeli 3D oraz umieszczanie gotowych produktów w Internecie za pośrednictwem Google Earth. Jako dane wejściowe wykorzystano obrazy satelitarne, ortofotomapy, dane wektorowe, numeryczny model terenu oraz bibliotekę gotowych modeli 3D. Efektem były przestrzenne mapy zawierające dane ogólne i szczegółowe, wirtualne przeloty i profile wysokościowe, widoki panoramiczne oraz trójwymiarowe realistyczne modele. Oprócz zapewnienia kontekstu położenia geograficznego i orientacji, GIS 3D umożliwia plastyczne przedstawienie rzeźby terenu i elementów krajobrazu, a dane ilościowe mogą być prezentowane w postaci diagramów czy schematów. Rzeczywistość wizualizowana w jak najmniej abstrakcyjny sposób jest łatwiej rozumiana i pozwala skupić się na treści. Interaktywne wizualizacje idące w stronę wirtualnej rzeczywistości umożliwiają intuicyjną ocenę charakteru czy piękna krajobrazu i są bardzo pomocne w planowaniu.

EN

3D cartography and geographic data visualization are currently very popular. Compared to traditional methods, they allow a clearer presentation of a wider range of geographic content and facilitate interpretation. It is claimed that the manner of visualization is as important as the map content, and that 3D GIS has a higher communication power that two-dimensional GIS. It is of high importance for individuals who have not gained much experience in working with maps (especially for those having problems with correct relief perception) as well as for spatial planning (particularly the participatory aspect of it). This paper explores how traditional cartography, GIS, and virtual reality can be combined to visualize, analyze, and explore data. The first stage of the work involved map design and 3D visualization of spatial and attribute data. ArcGIS and ArcScene ESRI were used. Subsequently, to develop more realistic visualizations and facilitate communication with a user, Google SketchUp Pro 6 was used. The programme makes it possible to use the ready-made 3D models and to create one's own. It also allows to publish products in the Internet by Google Earth. Satellite images, orthophotomaps, feature data, digital terrain model, and Web library of the ready-made 3D models were used as source data. In effect, general and detailed maps, virtual flights, elevation profiles, panoramic views and three-dimensional realistic models were generated. Apart from providing a user with spatial context and orientation, the 3D GIS allows also to present the ground surface and landscape (natural and anthropogenic, e.g., a city) elements in an enhanced manner, while quantitative data may be showed as diagrams or other schematic images. The reality visualized at the lowest possible degree of abstraction is much easier to comprehend and allows to concentrate on the content. Satisfactory effects are obtained with digital terrain model and satellite images or orthophotomaps. Very complex visualizations, where the content is enriched in 3D models of trees, buildings, etc., and where it is possible to move, approach virtual reality. They allow the user to intuitively perceive the nature and beauty of a landscape, and are very helpful in planning.

Słowa kluczowe

PL

GIS; rzeczywistość wirtualna; wizualizacja 3D; eksploracja danych

EN

GIS; virtual reality; 3D visualization; data mining

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 18a
• Strony: 241--250
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Kolecka N.

• Zakład Systemów Informacji Geograficznej, Kartografii i Teledetekcji Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego, tel. [phone] fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Appleton K., Lovett A., 2003. GIS-based visualization of rural landscapes: defining ‘sufficient’ realism for environmental decision-making. Landscape and Urban Planning, 65 (2003), s. 117-131.
• 2. Dodge M. McDerby M., Turner M., 2008. Geographic Visualization. Concepts, Tools and Applications. Wiley, West Sussex.
• 3. Döllner, J., Walther, M., 2003. Real-Time Expressive Rendering of City Models. Seventh International Conference on Information Visualization, Proceedings IEEE 2003 Information Visualization, s. 245-250.
• 4. Fisher P., Dykes J., Wood J., 1993. Map design and visualization. The Cartographic Journal, Vol. 30, No. 2, s. 136-142.
• 5. Google SketchUp. 2008: http://www.sketchup.com
• 6. Haala N., 2005. Towards Virtual Reality GIS. Photogrammetric Week 05, s. 285-294.
• 7. Jobst M., Germanchis T., 2007 Multimedia Cartograpphy. The employment of 3D in cartography – an overview. Springer, s. 217-228.
• 8. Kraak M. J., MacEachren A. M., 1999. Visualization for exploration of spatial data. International Journal of Geograohical Information Science, 13, s. 285-287.
• 9. Kolbe, T. H., Gröger, G., 2005. CityGML - Interoperable Access to 3D City Models. International Symposium on "Geo-Information for Disaster Management"
• 10. Lange E., 2001. The limits of realism: perceptions of virtual landscapes. Landscape and Urban Planning, 54, s. 163-182.
• 11. MacEachren A., Kraak M. J., 1997. Exploratory cartographic visualization: advancing the agenda. Computers & Geosciences, Vol. 23, No. 4, s. 335-343.
• 12. Mahbubur M., Meenar R., Ambrus A., 2006. Three-Dimensional Models Encourage PublicParticipation. http://www.esri.com/news/arcuser/0506/3dmodel1of2.html
• 13. McLure J. T., Griffiths G. H., 2002. Historic landscape reconstuction and visualization, West Oxfordshire, England. Transactions in GIS, 6(1), s. 69-78.
• 14. Rose-Redwood R. S., 2007. Critical Cartography and Performativity of 3D Mapping. http://www.gisdevelopment.net/magazine/years/2007/april/40_1.htm
• 15. Sheppard S. R. J., 2006. Bridging the sustainability gap with landscape visualization in community visioning hubs. The Integrated Assessment Journal. Bridging Sciences & Policy, Vol. 6, No. 4 (2006), s. 79-108.
• 16. Steinitz C., Rojo H. M. A., Arias H., Bassett S., Flaxman M., Goode T., Maddock III T., Mouat D., Peiser R., Shearer A., 2003. Alternative futures for changing landscapes: The Upper San Pedro River basin in Arizona and Sonora. Island Press, Washington D.C. 82.
• 17. Wissen U., Schmidt W. A., Lange E., 2005. Comprehensive evaluation of future landscape quality by joining indicators and 3D visualizations. Conference on“Visualising and Presenting Indicator Systems”.