Μαρία Αζά, Αλεξάνδρα Κουσουλάκου

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΗΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΗΣ: ΑΞΙΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΙΣ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΥ ΕΛΕΥΘΕΡΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΟΥ & ΕΜΠΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Μαρία Αζά, Αλεξάνδρα Κουσουλάκου 13 ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας Χ.Ε.Ε.Ε. Πάτρα, Οκτωβρίου 2014 Η Χαρτογραφία στο Διαδίκτυο: Σύγχρονες Τάσεις και Προοπτικές

2 ΣΚΟΠΟΣ Η 3-Δ χαρτογραφική αναπαράσταση της αστικής περιοχής της Θεσσαλονίκης με χρήση μεταβαλλόμενης προοπτικής, αξιοποιώντας δυνατότητες που προσφέρει το διαδίκτυο

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ «Εναλλακτικές» χαρτογραφικές προβολές - Καμπύλωση εδάφους Αξιοποίηση σχετικού ελεύθερου διαδικτυακού λογισμικού Δημιουργία καμπυλωμένης προβολής επιφάνειας εδάφους και αναγλύφου Τρισδιάστατη αναπαράσταση του αστικού χώρου Συλλογή και επεξεργασία γεωμετρικών και θεματικών χαρακτηριστικών Συνδυασμός τρισδιάστατων γεωμετρικών χαρακτηριστικών με το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους Το τελικό προϊόν - Η τρισδιάστατη απεικόνιση της Θεσσαλονίκης με μεταβαλλόμενη προοπτική Συμπεράσματα, παρατηρήσεις και μελλοντικές κατευθύνσεις

4 ΑΡΧΙΚΑ Χάρτης η αναπαράσταση της τρισδιάστατης πραγματικότητας σε δύο διαστάσεις Χαρτογραφική προβολή ο τρόπος μεταφοράς της τρισδιάστατης Γης στον επίπεδο χάρτη Οι προβολές ακολουθούν συγκεκριμένους μαθηματικούς κανόνες και εφαρμόζονται με τρόπο που να διατηρεί συγκεκριμένα γεωμετρικά χαρακτηριστικά ή / και να προβάλλει στοιχεία που επιθυμείται να τονιστούν

5 ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΗ ΠΡΟΒΟΛΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ 2-D «Εστιασμένοι» χάρτες (Focal maps) 3-D Καμπύλωση εδάφους με μεταβαλλόμενη προοπτική Χρήση μεταβαλλόμενης γωνίας θέασης Βάθος στην εμφάνιση Τα στοιχεία του τοπίου στο προσκήνιο εμποδίζουν λιγότερο τη θέα σε σχέση με τους 3D χάρτες που χρησιμοποιούν κεντρική προβολή Η μεταβαλλόμενη προοπτική στη Ζωγραφική: Carel Fabritius (1652): «Αποψη του Delft»

6 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΠΡΟΒΟΛΩΝ (2D) Braun & Hoggenberg, το Στρασβούργο, 1572 Kadmon & Schlomi, 1978 Μπούτουρα, Θεσσαλονίκη,1994

7 ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΗ ΠΡΟΒΟΛΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ 3-D Κεντρική Προβολή Καμπύλωση του εδάφους για μεταβαλλόμενη άποψη (παρεμβολή) Μεταβαλλόμενη Κ.Π.

8 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΜΠΥΛΩΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ (3D) Bieder, 1938 Berann, 1958

9 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΜΠΥΛΩΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ (3D) Here & There: χάρτης του Manhattan (2009) Αίσθηση ότι στέκεται κανείς σε ένα σημείο της πόλης και βλέπει ταυτόχρονα: την γειτονιά που τον περιβάλλει ( here ) αλλά και ολόκληρη την αστική έκταση ( there ) χωρίς να εμποδίζεται από τα τρισδιάστατα κτίρια BERG, 2009

10 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΜΠΥΛΩΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ (3D) Here & There: a horizonless projection in Manhattan Δύο εκδοχές του χάρτη του Μανχάτταν (μία με όψη προς τη θάλασσα και η άλλη με όψη προς το κέντρο της πόλης) Απουσία ορίζοντα BERG, 2009

11 ΘΕΜΑΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ Η Χαρτογραφία στο διαδίκτυο ΣΥΛΛΟΓΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΔΟΣΗ Χαρτογραφικά portals και χάρτες Ελεύθερο ή/και ανοικτού κώδικα λογισμικό Χαρτογραφικά portals και χάρτες

12 ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΛΛΟΓΗ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Χρησιμοποιήθηκαν και: Η διαδικτυακή πύλη (Χαρτογραφικό Portal) του Δήμου Θεσσαλονίκης για συλλογή Χ,Υ,Ζ συντεταγμένων εδαφικών στοιχείων (κυρίως ανάγλυφο, ακτογραμμή κλπ.) Διαδικτυακοί χάρτες (π.χ. Bing Maps) για συμπλήρωση θεματικών στοιχείων, ενημερώσεις κλπ., λόγω και της δυνατότητας θέασης τους σε (ψευδο)-3δ μορφή

13 ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Συνδυασμός λογισμικών που χρησιμοποιούνται για χαρτογραφικές εφαρμογές Διαδικτυακό Ελεύθερο Λογισμικό: Εφαρμογή Terrain Bender Εμπορικό Λογισμικό: Λογισμικό πακέτο ArcGIS (εφαρμογές ArcMap και ArcScene)

14 TERRAIN BENDER Λογισμικό ανοικτού κώδικα που διατίθεται δωρεάν στο διαδίκτυο Δημιουργήθηκε από τους Helen Jenny and Bernhard Jenny (Oregon State University & Institute of Cartography and Geoinformation, ETH Zurich) Εφαρμόζει σταδιακή καμπύλωση ψηφιακών μοντέλων εδάφους (ΨΜΕ) Προσφέρει διαδραστικά εργαλεία για την προσθήκη μιας καμπυλωμένης βάσης σε ένα ΨΜΕ Γραμμένο σε γλώσσα προγραμματισμού Java

15 TERRAIN BENDER Περιβάλλον προγράμματος Δυνατότητες καμπύλωσης, έμφασης αναγλύφου, σκίασης και χρωματισμού των ΨΜΕ

16 TERRAIN BENDER Παραδείγματα καμπύλωσης ΨΜΕ

17 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Χαρτογραφικό Portal του Δήμου Θεσσαλονίκης - Λήψη συντεταγμένων Χ,Υ,Ζ για πλήθος σημείων Λήψη συντεταγμένων Χ,Υ κατά μήκος της ακτογραμμής όπου το υψόμετρο είναι 0

18 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Δημιουργία αρχείου σημείων (ArcMap) Δημιουργία ΤΙΝ (ArcScene) ΤΙΝ (Triangular Irregular Networks) συνηθισμένη μορφή Ψηφιακού Μοντέλου Εδάφους η επιφάνεια του εδάφους προσεγγίζεται με τρίγωνα

19 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΜΠΥΛΩΜΕΝΗΣ ΠΡΟΒΟΛΗΣ ΣΤΟ TERRAIN BENDER Εισαγωγή ΨΜΕ στο Terrain Bender Μετακίνηση και προσθαφαίρεση των ακραίων και ενδιάμεσων σημείων στο γράφημα της κάμψης (bending graph)

20 ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΜΠΥΛΩΜΕΝΗΣ ΠΡΟΒΟΛΗΣ ΣΤΟ TERRAIN BENDER Δημιουργία νέου ΨΜΕ Το αρχικό ΨΜΕ Το νέο ΨΜΕ που κατασκευάστηκε μετά από την καμπύλωση που υπέστη στο Terrain Bender

21 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Προσθήκη και Επεξεργασία Γεωμετρικών και Θεματικών Χαρακτηριστικών Έτοιμα αρχεία γεωμετρικών χαρακτηριστικών για: Κτίσματα Γενικές πολεοδομικές γραμμές Περιοχή μελέτης: η «εντός των τειχών» Θεσσαλονίκη, από τον Βαρδάρη μέχρι την περιοχή της Πανεπιστημιούπολης και από τη θάλασσα μέχρι το Επταπύργιο

22 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Προσθήκη και Επεξεργασία Γεωμετρικών και Θεματικών Χαρακτηριστικών Επεξεργασία και δημιουργία μέσω ψηφιοποίησης για: Κτίσματα Οικοδομικά Τετράγωνα Χώρους Πρασίνου Άξονες κύριων οδικών αρτηριών Θάλασσα

23 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Προσθήκη και Επεξεργασία Γεωμετρικών και Θεματικών Χαρακτηριστικών Προσθήκη νέων περιγραφικών χαρακτηριστικών (fields) στον Πίνακα Ιδιοτήτων (Attribute table) των Κτισμάτων Ύψος κτίσματος Περιγραφή Πηγές πληροφοριών Διαδίκτυο Έλεγχος στο πεδίο Bing Maps: Bird s eye view

24 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Προσθήκη και Επεξεργασία Γεωμετρικών και Θεματικών Χαρακτηριστικών Tρισδιάστατη απεικόνιση των γεωμετρικών και θεματικών χαρακτηριστικών του χάρτη στο GIS

25 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Ένωση τρισδιάστατων γεωμετρικών χαρακτηριστικών με το ψηφιακό μοντέλο εδάφους Εισαγωγή του καμπυλωμένου ΨΜΕ στο GIS Ορισμός του ΨΜΕ ως επιφάνεια αναφοράς από την οποία θα λαμβάνονται υπόψη τα ύψη Τελικό προϊόν: Η τρισδιάστατη απεικόνιση της Θεσσαλονίκης με μεταβαλλόμενη προοπτική Κατά μήκος της οδού Αγίας Σοφίας Δύο εκδοχές: Από τη θάλασσα προς το βουνό Από το βουνό προς της θάλασσα

26 Από το βουνό Από τη θάλασσα

27 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Σύγκριση της τρισδιάστατης αναπαράστασης με κανονική προοπτική (αριστερά) και μετά την καμπύλωση (δεξιά) Από τη θάλασσα

28 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Σύγκριση της τρισδιάστατης αναπαράστασης με κανονική προοπτική (αριστερά) και μετά την καμπύλωση (δεξιά) Από το βουνό (1)

29 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Σύγκριση της τρισδιάστατης αναπαράστασης με κανονική προοπτική (αριστερά) και μετά την καμπύλωση (δεξιά) Από το βουνό (2)

30 ΜΕ ΑΛΛΑ ΛΟΓΙΑ Μπορεί πράγματι να επιτευχθεί μεταβαλλόμενη προβολή με συνδυασμό λογισμικών που χρησιμοποιούνται για χαρτογραφικές εφαρμογές Η χαρτογραφική διαδικασία μπορεί σε μεγάλο βαθμό να πραγματοποιηθεί με εκμετάλλευση των δυνατοτήτων που προσφέρει σήμερα το διαδίκτυο Το είδος της αναπαράστασης προσφέρεται για εκτυπωμένο χάρτη μεγάλων διαστάσεων (μετά τις απαραίτητες συμπληρώσεις / βελτιώσεις), για αποτελεσματικότερη εποπτεία

31 ΓΙΑ ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ Καμπύλωση του εδάφους ως προς κάποιον άλλο οδικό άξονα της Θεσσαλονίκης Για παράδειγμα, άποψη της καμπύλωσης προς άλλη κατεύθυνση (π.χ. κατά μήκος της οδού Εγνατίας) Χρήση σε άλλες γνωστικές περιοχές ενδιαφέροντος, όπου απαιτείται αυτού του είδους η εποπτική αναπαράσταση, όπως π.χ. η Αρχαιολογία Δημιουργία εφαρμογής που περιλαμβάνει χάρτες με απεικόνιση μεταβαλλόμενης προοπτικής της πόλης από σημεία (πχ. διασταύρωση οδικών αξόνων) προς τις τέσσερις κατευθύνσεις προσφέροντας έτσι τη δυνατότητα (τύπου) πλοήγησης

32 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΗΣ ΠΡΟΟΠΤΙΚΗΣ: ΑΞΙΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΙΣ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΥ ΕΛΕΥΘΕΡΟΥ ΔΙΑΔΙΚΤΥΑΚΟΥ & ΕΜΠΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ Μαρία Αζά, Αλεξάνδρα Κουσουλάκου & Γιάννης Μήτζιας