Картографические анимации

В традиционной картографии известны три способа отображе­ния динамики явлений и процессов, их возникновения, разви­тия, изменений во времени и перемещения в пространстве (см. разд. 4.14 и 8.4):

♦ показ динамики на одной карте с помощью стрелок или лент движения, «нарастающих» знаков и диаграмм, расширяю­щихся ареалов, изолиний скоростей изменения явлений и т.п.;

♦ показ динамики с помощью серий разновременных карт, снимков, фотокарт, блок-диаграмм и др., фиксирующих со­стояния объектов в разные моменты (периоды) времени;

♦ составление карт изменения состояний явления (см. разд. 13.4), когда показывается не сама динамика, а лишь результаты про­исшедших изменений (ареалы изменений).

Геоинформационное картографирование существенно расши­ряет возможности отображения динамики геосистем, вводя в прак­тику картографические анимации (мультипликации) — особые динамические последовательности карт-кадров, создающие при демонстрации эффект движения. Анимации прочно вошли в по­вседневную жизнь, они стали столь же привычными, как косми­ческие снимки и электронные карты. Хорошо известным приме­ром могут служить телевизионные карты прогноза погоды, на ко­торых видны перемещения фронтов, областей высокого и низкого давления, атмосферные осадки.

Разработано множество технологий и методик получения движу­щихся изображений. Созданы особые компьютерные программы, которые содержат модули, обеспечивающие самые разные вари­анты и комбинации картографических анимаций:

♦ перемещение всей карты по экрану;

♦ мультипликационные последовательности карт-кадров или
3-мерных изображений;

♦ изменение скорости демонстрации, покадровый просмотр, возврат к избранному кадру, обратная последовательность;

♦ перемещение отдельных элементов содержания (объектов, зна­ков) по карте;

♦ изменение вида элементов содержания (объектов, знаков), их размеров, ориентации, мигание знаков и др.;

♦ варьирование окраски (пульсация и дефилирование), изме­нение интенсивности, создание эффекта вибрации цвета;

♦ изменение освещенности или фона, «подсвечивание» и «за­тенение» отдельных участков карты;

♦ панорамирование, изменение проекции и перспективы (точки обзора, ракурса, наклона), вращение 3-мерных изображений;

♦ масштабирование (зуммирование) изображения или его час­ти, использование эффекта «наплыва» или удаления объекта;

♦ создание эффекта движения над картой («облет» территории), в том числе с разной скоростью.

Анимации можно демонстрировать с нормальной (24 кадра в секунду), ускоренной или замедленной скоростью. Отсюда возни­кают совершенно новые для картографии проблемы временной генерализации, выбора изобразительных средств, изучения прин­ципов восприятия читателями движущихся карт и т.п.

Динамические изображения добавляют традиционным статич­ным картам столь необходимый исследователям временной аспект. В связи с этим оправдано введение понятия масштаба времени (или временного масштаба). В определенном смысле можно гово­рить о медленно-, средне- и быстромасштабных изображениях, приняв следующие соотношения:

1:86 000 — одна секунда демонстрации анимационной карты соот­ветствует (округленно) одним суткам; 1:600 000 — в одной секунде — одна неделя; 1:2 500 000 — в одной секунде — один месяц; 1:31 500 000 — в одной секунде — один год.

18-4886

274 Глава XIV. Картография и геоинформатика

Виртуальное картографирование 275

14.7. Виртуальное картографирование

Дальнейшее развитие геоинформационных технологий приве­ло к созданию изображений, сочетающих свойства карты, перс­пективного снимка, блок-диаграммы и компьютерной анимации. Такие изображения получили название виртуальных (от лат. \ШиаИз — возможный, потенциальный). Этот термин имеет несколь­ко смысловых оттенков: возможный, потенциальный, не суще­ствующий, но способный возникнуть при определенных услови­ях, временный или непродолжительно существующий, а главное — не реальный, но такой же, как реальный, неотличимый от реально­го. В машинной графике визуализация виртуальной реальности пред­полагает, прежде всего, применение эффектов трехмерности и ани­мации. Именно они создают иллюзию присутствия в реальном про­странстве й возможности интерактивного взаимодействия с ним.

В картографии виртуальные модели понимаются как изображе­ния реальных или мысленных объектов, формируемые и суще­ствующие в программно-управляемой среде. Как любое кар­тографическое изображение, они имеют проекцию, масштаб и обладают генерализованностью. Сама же виртуальная реаль­ность — это интерактивная технология, позволяющая воспроиз­водить реальные и (или) мысленные объекты, их связи и отноше­ния в программно-управляемой среде.

Считается, что отказ от условных знаков, стремление придать виртуальным изображениям «натуральность», объемность, есте­ственную окраску и освещение создает иллюзию реального суще­ствования объекта. Тем самым ускоряется процесс коммуникации, и повышается эффективность передачи пространственной инфор­мации.

Технологии создания виртуальных изображений моногообраз-ны. Обычно вначале по топографической карте, аэро- или косми­ческому снимку создается цифровая модель, затем — трехмерное изображение местности. Его окрашивают в цвета гипсометричес­кой шкалы либо совмещают с фотоизображением ландшафта и далее используют как реальную модель.

Одна из наиболее распространенных виртуальных операций — «облет» полученного изображения. Специальные программные модули обеспечивают управление полетом: движение по избран­ному направлению, повороты, развороты, изменение скорости,

показ перспективы. С помощью клавиатуры и джойстика (манипу­лятора в форме рукоятки с кнопками) можно вьщерживать полет на заданной высоте, с установленной скоростью, над точками с заранее избранными координатами. Кроме того, предусмотрены возможности выбора состояния неба (облачности), тумана, усло­вий освещения местности, высоты Солнца, времени дня, эффек­тов дождя или снегопада и т.п. Модули редактирования позволяют дополнительно наносить новое тематическое содержание, менять текстуру местности, использовать цветные сетки и подложки, раз­мещать надписи, выбирая размер и цвет шрифтов, добавлять тек­сты и даже звуки.

Крупномасштабные тематические виртуальные изображения дают довольно подробное представление о рельефе и ландшафте, геологическом строении, водных объектах, растительном покро­ве, городах, путях сообщения и т.п. Возможность интеграции раз­ной тематической информации в единой модели — одно из глав­ных достоинств виртуального изображения. Пролетая и «зависая» над горами, можно детально рассмотреть террасированность их склонов, провести морфометрические измерения, определить ха­рактер эрозионных и оползневых процессов, а двигаясь над город­скими территориями, — оценить особенности застройки и рас­пределения зеленых массивов, спроектировать размещение новых зданий и транспортных магистралей.

При виртуальном моделировании часто используют многоуров­невую аппроксимацию. По одной и той же цифровой модели рель­ефа, ландшафта или растительного покрова выполняют несколько аппроксимаций с разными уровнями детальности. Это позволяет не ограничиваться увеличением или уменьшением масштаба, а переходить при необходимости на иной уровень детальности. Так возникает своеобразная мультиуровневая генерализация.

Наибольшее применение виртуальные изображения имеют при решении таких практических задач, как мониторинг районов при­родного риска, строительство зданий и автострад, прокладка тру­бопроводов, оценка загрязнения среды и распространения шумов от аэропортов и т.п. Возможно использование аналогичных техно­логий в научных и учебных целях, например для создания средне-и мелкомасштабных виртуальных изображений, в том числе гло­бусов. На глобусах изображают, скажем, природную зональность земного шара, ход климатических процессов, сезонные измене­ния растительного покрова и ландшафта, миграцию населения,

18*

276 Глава XIV. Картография и геоинформатика

движение транспортных потоков и т.д. Сюжеты виртуальных тема­тических карт столь же разнообразны, как и в традиционном кар­тографировании.

Дата добавления: 2015-06-04