Построение синтезированных 3D изображений местности по цифровой карте
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
и также делает все более важной задачу представления и интерпретации пространственных данных, лежащих в основе ГИС.
Еще недавно в геоинформационных системах, как правило, применялись двумерные пространственные данные и так 2,5- мерное пространство, когда величина Z атрибутивно привязана к точке (X,Y), часто через цифровые модели рельефа. В интегрированной фотореалистичной информационной среде, становление которой мы сейчас наблюдаем, осуществляется переход к полноценным трехмерным данным и, более того, с учетом временного параметра, - к многомерным операциям.
Потребность в реалистичном отображении окружающего мира увеличивает значимость трехмерного (3D) моделирования. 3D модели облегчают планирование, контроль и принятие решений во многих отраслях, таких как: инженерные коммуникации, телекоммуникации, экология, транспорт, лесное хозяйство, водные ресурсы, геология, геодезия, картография, география, образование и т.д..
Современные графические станции в состоянии обрабатывать и визуализировать объемы данных, необходимые для создания фотореалистичных трехмерных моделей местности.
Целью данного дипломного проекта является построение 3D изображения местности по карте высот, хранящейся в формате SXF, а так же моделирование полета летательного аппарата над этой местностью.
Можно выделить следующие достоинства формата SXF:
все данные содержатся в одном файле;
вся информация об отдельном объекте хранится в отдельной записи; нет адресных ссылок между частями файла или разными файлами, что обеспечивает корректную обработку данных после сбоев программных или аппаратных средств;
формат SXF позволяет хранить метрику объектов в трехмерной системе координат в целочисленном виде или с плавающей точкой, что позволяет применять его для построения карт повышенной точности и решения других задач;
формат SXF предусматривает запись цифровых векторных карт в виде текстового файла, что облегчает процесс передачи данных между различными аппаратно-программными платформами и ускоряет процесс разработки новых конверторов.
программный стенд изображение местность цифровой
1ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Актуальность выбранной темы выпускной квалификационной работы обуславливается общими тенденциями распространения систем синтезированного обзора (видения). Система синтезированного обзора (Synthetic Vision Systems) - это технология, которая позволяет повысить безопасность полетов и упорядочить действия по управлению летательного аппарата в условиях сниженной видимости. Хотя нет единого, принятого всеми, определения, что понимать под синтезированным обзором, но есть общий для всех определений и моделей элемент - это созданное компьютером на основе навигационных данных изображение той внешней среды, которую пилот может видеть из своей кабины. Почти 50 лет назад, задолго до появления термина синтезированный обзор, уже существовали предположения о возможности создания такой технологии. Использование моделей Системы синтезированного обзора на борту ЛА началось в начале 1990-х, когда появились значительные достижения в определении точного местоположения летательного аппарата в масштабе реального времени, хранении данных и представлении интегрированных навигационных данных в масштабе реального времени. Система способствует обеспечению управления и контроля, ситуационной осознанности и позволяет осуществлять контроль достоверности данных через интеграцию изображения на основе сенсорных данных.
Согласно исследованиям Всемирного фонда безопасности полетов, почти 75% аварий летательных аппаратов при заходе на посадку и посадке, включая столкновение с землей в управляемом полете, происходят в тех аэропортах, где недоступны или отсутствуют приборы точного захода на посадку. Практически все эти аварии происходят в условиях плохой видимости. Только в США зарегистрированы 58 аэропортов специальной категории, не располагающих приборами для обеспечения точной посадки. Для них было бы ценным получение дополнительных возможностей при посадке. Технология Системы синтезированного обзора увеличивает безопасность, компенсируя недостаток информации в условиях пониженной видимости. Чтобы минимизировать вероятность столкновения с землей в управляемом полете, Система должна обеспечить летчику постоянное осознание следующих условий:
расстояние между планируемой траекторией полета и землей;
отклонение летательного аппарата от траектории полета;
текущее и прогнозируемое расстояние между летательным аппаратом и землей.
Владея этой информацией, пилот понимает, когда происходит усложнение условий, и в случае возникновения проблемы будет во всеоружии, чтобы справиться с ситуацией.
То есть, такая система должна обеспечивать 2 возможности:
ручное управление полетом по сложным траекториям в среде с многочисленными препятствиями и/или сложным рельефом земной поверхности;
полет в условиях предельно малой видимости.
Минимум, до которого могут быть сведены действия летчика по управлению летательным аппаратом, чтобы увеличились его операционные возможности, зависит от достоверности данных всей системы. Важным фактором является качество данных о рельефе, траектории полета, аэропорте, препятствиях и местонахождении, и способность своевременно обнаруживать ошибки (упущения).
Главной целью выпускной квалификационной работы является создание прог