Из приведенной в предыдущем разделе информации очевидно, что полученные данные о высотах отдельных точек могут быть совершенно различными по точности представленного ими рельефа, и разница в точности может составлять порядка 100 метров, т.е. абсолютно различные по масштабу карты необходимо привязать к единому разрешению сетки земной поверхности. Иными словами возникает проблема интерполяции этих данных. Интерполяция в случае моделирования рельефа необходима для сглаживания земной поверхности и предотвращения появления различных артефактов, таких как неестественная угловатость поверхности, большая разница в направлении нормалей соседних полигонов, что приводит к некорректному затенению
Наилучшим образом для этой цели подойдет бикубическая интерполяция, применяемая как правило в 2D редакторах для изменения разрешения исходных изображений.
Бикубическая интерполяция - в вычислительной математике расширение кубической интерполяции на случай функции двух переменных, значения которой заданы на двумерной регулярной сетке. Поверхность, полученная в результате бикубической интерполяции является гладкой функцией, в отличие от поверхностей, полученных в результате билинейной интерполяции или интерполяции методом ближайшего соседа. Также бикубическая интерполяция часто используется в обработке изображений, давая более качественное изображение по сравнению с билинейной интерполяцией. В случае бикубической интерполяции значение функции в искомой точке вычисляется через ее значения в 16-ти соседних точках. При использовании приведённых ниже формул для программной реализации бикубической интерполяции следует помнить, что значения и являются относительными, а не абсолютными. Например, для пикселя с координатами. Для получения относительных значений координат необходимо округлить вещественные координаты вниз, и вычесть полученные числа из вещественных координат.
,
где
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
Подобным образом можно использовать и другие виды интерполяции, вычисляя значения функции по соседним точкам.
Техническое задание
Наименование программного изделия
"Программа моделирования рельефа и объектов местности для тренажерного комплекса".
Основание для разработки
Основанием для разработки является задание на дипломный проект.
Назначение и цель
Назначение
Назначением дипломного проекта является разработка программы, обеспечивающей возможность автоматизированного моделирования рельефа и объектов местности на основе цифровой модели рельефа DEM с использованием карт высот DEM и GeoTiff и топографических карт.
Цель разработки
Целью создания программного обеспечения является автоматизация моделирования рельефа местности, и расположенных на ней объектов на основе средств разработки Unity3D, предназначенных для создания интерактивных кроссплатформенных 3D приложений. Разработанные классы и объекты, интерфейс программного обеспечения должны реализовать набор функций для открытия топографической карты и ее 3D визуализации, а также интерактивной навигации в пространстве. Результатом разработки должно быть самостоятельное программное обеспечение для открытия топографических карт и карт высот.
Термины и определения
ЦМР - цифровая модель местности, представление поверхности планеты в упрощенном виде, как правило, с использование интерполяции.
DEM - сокр. от Digital Elevation Model - цифровая модель местности (рельефа)
TIN - сокр. от triangular irregular network - треугольная нерегулярная сетка- открытый формат метаданных, позволяющий включать информацию о географической привязке в файлы TIFF. Может включать в себя вид картографической проекции, систему географических координат и любую другую информацию, необходимую для точного пространственного ориентирования космического снимка. Формат GeoTIFF полностью совместим с форматом TIFF 6.0, поэтому программное обеспечение без поддержки GeoTIFF сможет открывать изображения