Как сделать программу с отображ. топокарты и цифр. рельефом?

[Barvetal]

Всем добрый день!

Проблема такая. Разрабатываю программу. В программе необходимо отобразить большую топокарту (листов так на 16, 4 на 4), и иметь возможность определять высоту и тип местности в каждой точке. То-есть, чтобы при передвижении курсора мышки над картой в отдельном окошке отображались: текущие координаты, текущая высота, текущий тип местности (поле, вода, лес и т.д.).

Пользователь должен иметь возможность вводить любую топокарту с соответствующими цифровыми данными по высотам.

В программе предусмотрен также большой объем вычислений, и есть потребность несколько сотен (а может и тысяч) раз в секунду определять, какие высоты и тип поверхности в определенной точке.

Разработку осложняет то, что цифровые карты внешне отличаются от топокарт (другие условные обозначения и т.д.). А карта на экране должна отображаться именно в стиле топокарты. А топокарты есть только в растровом виде (насколько я знаю).

Вопрос: как лучше всего мне решить эта задачу? Связывать растровые топокарты с цифровыми? Или как-то по-другому?

Всем заранее спасибо!

[Barvetal]

Мне пришла в голову такая идея: создать грид (сетку) высот и типов местности из существующей цифровой карты. Затем необходимо взять растровые топокарты, и привязать их к гриду. И не использовать никаких ГИС-библиотек в приложении (только на этапе создания грида).

Вот здесь и вопрос: Хороша ли эта идея? И как лучше всего это сделать?

Я вижу два варианта:
1) Пользователь готовит один большой растровый файл на всю территорию. Но так как нас интересуют территории размером в примерно 4 на 4 листа топокарты, это будут файлы разрешением несколько десятков тысяч пикселов по горизонтали и вертикали. Затем пользователь кликает мышкой на этом большом растровом файле, чтобы указать, где находится верхний левый пиксел собственно карты, и указывает его географические координаты, с целью привязки к цифровым данным. Но что-то мне подсказывает, что нехорошо использовать такого размера растр в приложении.
2) Пользователь указывает путь к растровому файлу для каждого листа. Для каждого из них он проводит описанную выше операцию привязки растра к сетке высот. Что-то мне подсказывает, что такой путь лучше.

Как Вы считаете, какой вариант лучше? Или лучше вообще другое решение?

[Boris]

Подскажите, а писать собственную программу - обязательно?
Может достаточно взять какой-нибудь бесплатный вьюер или бесплатную библиотеку?
А самому сконцентрироваться на создании данных?
К стати - карты то же не бесплатны и защищены правом, вставлять их свои приложения без согласия авторов - низя... как в прочем и снимки... Да и изготовление ГИС - это лицензируемый вид деятельности...

[geologic]

Есть множество готовых "сред" для создания такой системы, как бесплатных, так и не очень дорогих. Все зависит от пользователя, что за зверь такой он у вас. Например, пользователи GPS такие задачи успешно решают в ОЗИ эксплорер, ГИСовцы - в разных ГИС-средствах. Подгрузку своих топокарт и минимальную интерактивность можно реализовать даже на базе google maps/earth, если надо.

Все что сказал Борис про "права", в общем, тоже лучше учитывать, особенно вопрос с топокартами. Лицензия на ГИС (картографическую деятельность) нужна, как правило, при тиражировании и ином публичном применении, внутри предприятия "Положение" не звучит так явно.

[Barvetal]

Подскажите, а писать собственную программу - обязательно?
Может достаточно взять какой-нибудь бесплатный вьюер или бесплатную библиотеку?
А самому сконцентрироваться на создании данных?

Так я бы с удовольствием взял бы что-нибудь готовое.

Вот только как мне решить мою задачу с чем-то готовым? Мне ж нужно отображать именно топокарту. И в каждой точке необходимо знать координаты, высоту и тип местности. Как мне привязать топокарту к данным по высоте?

Я вижу только возможность ручной привязки, когда пользователь указывает координаты для верхней левой точки топокарты.

Кроме того, мне без разработки не обойтись, потому что поверх топокарты нужно отображать кучу условных знаков и прочей графики. Для рассчета их вывода (координат, размеров, формы) нужно использовать рельеф и типы местности, а также кучу других очень ёмких рассчетов. Можно сказать, что мне нужно разработать что-то вроде игры-стратегии, только поверх топокарты, и вместо человечков - условные знаки и разная графика.

Что можно готовое использовать для решения этой задачи? (еще раз: топокарта с привязанными к ней высотами, вывод условных обозначений и прочей графики в зависимости от рельефа, типов местности и сложной математики).

К стати - карты то же не бесплатны и защищены правом, вставлять их свои приложения без согласия авторов - низя... как в прочем и снимки... Да и изготовление ГИС - это лицензируемый вид деятельности...

Это понятно. Все карты мы будем покупать. Кстати, а можно ли где-то купить электронные топокарты для нужного участка земли сразу с привязкой?

[geologic]

когда все отображается совместно, в одном поле (обычно в мировых системах координат). Вам просто надо прошерстить набор ГИСов и API к ним, чтобы понять, что годится для вашего проекта - пользователей, аппаратуры, архитектуры сети, финансов и т.п. Начните знакомство с этого сайта, здесь хорошая подборка статей про варианты программирования на Arc, OpenSource, Google etc.

Привязку топокарт никто не доверяет пользователям, да и зачем??? Они что, будут приходить в ваш "игровой зал" каждый со своей топокартой??? Либо работник системы привязывает сам, либо добывается карта уже с привязкой, в любом случае, к моменту допуска пользователей обычно все поле битвы должно быть готово. Сверху-топокарта, снизу-модель рельефа. Можно и пополнять, но опять же под контролем администрации - игра игрой, но данные должны быть адекватны.

Поле высот пусть вас не беспокоит, ГИСы и их среды программирования это умеют. Вовсе не обязательно заново извлекать модели из топокарт. Готовые данные по рельефу есть даже бесплатные, от километровых до 90-метровых сеток. Если точнее, тогда да, понадобится свое моделестроение или заказ. Тут среди статей есть примеры, как это делать.

А что за игры, похоже военно-тактические?

[Barvetal]

То-есть, Вы предлагаете взять, например, ArcView, и разработать всю игру в интерфейсе ArcView? Но там очень сложная логика системы, очень много параметров, и картография является всего-лишь небольшой частью.

Кроме того, это наш продукт, поэтому он должен быть в нашем интерфейсе. Кроме того, покупать ArcView для каждой машины тоже накладно по деньгам...

Поэтому очень хотелось бы разработать именно своё приложение. Как это можно сделать? Какие технологии использовать?

Я вообще предполагал, что в главной программе ГИС не использовать. А просто взять растр программы, и использовать массив, который хранит значения высот и параметров местности.

Создание этого массива и привязка его к растру используется только администратором программы (работником системы, а не пользователем, конечно же! Только работник системы будет присутствовать в структурах заказчика) на этапе подготовки карты, и для этого уже написать специальную утилиту-конвертер, которая применяет ГИС технологии.

[geologic]

Конечно, в клиентской "игровой" программе ГИС и не нужен. Он нужен для привязки, оцифровки и преобразования исходных данных - топокарт и моделей рельефа (SRTM, например) вашему администратору. Получив массивы XYZ и векторные топо-данные, вы можете их обрабатывать самостоятельно, своей программой, если преобразуете в один из открытых или документированных форматов. Шейп-файл, например, для векторов.

Боюсь, по требованиям игровых программ к ресурсам и быстродействию применить даже ГИС-библиотеки не получится, хотя возможно что-то и придется внедрить в код - для импорта/преобразования. Посмотрите OpenGIS... Хотя там все очень специфично, конечно. Вам же не нужны ни проекции, ни условные знаки, ни геометрические операции... Только визуализация, рендеринг, текстурирование, а это скорее OpenGL библиотеки и аналогичные наборы.

[Barvetal]

Посмотрите OpenGIS...

Что Вы имеете в виду? Это ж организация по стандартизации, насколько я знаю... Какую технологию конкретно Вы имеете в виду?

[geologic]

Open Source, конечно, прошу прощения http://www.osgeo.org/
Здесь на сайте эти технологии много обсуждались

[Barvetal]

Конечно, в клиентской "игровой" программе ГИС и не нужен. Он нужен для привязки, оцифровки и преобразования исходных данных - топокарт и моделей рельефа (SRTM, например) вашему администратору.
...

Такс... 90-метровые сетки нам недостаточные. Кроме того, нужны помимо рельефа еще и параметры местности (поле, лес, вода и т.п.).

Поэтому я вижу только один выход: покупать где-то цифровые карты, и написать конвертер, которые из цифровых карт вытаскивает данные о рельефе и параметрах местности. И эти данные привязывать к растру топокарты и засовывать в массив, который уже и будет использоваться моей программой.

Красивое ли это решение, как Вы считаете? Или есть решения получше?

[geologic]

Ну, в общем случае построить модель рельефа из векторов - экспертная задача (тонкости сейчас как раз сейчас обсуждаем на Датаплюс). Топокарта состоит из множества горизонталей, точек высот, каркасных линий с неопределенными высотами... Вряд ли это под силам "конвертеру", я по крайней мере таких не знаю, хотя сам автор не одной методики моделирования. Да и зачем? Есть интерактивные средства построения рельефа (там по ссылке), описаны методы, есть специалисты, в конце концов, можно и вашего администратора обучить простейшим приемам. Однако и это вчерашний век, извлекать из топокарт - для землекопов. Нынче любая спутниковая контора делает фото-модели рельефа по снимкам. Либо вы покупаете упомянутый SRTM 30м, либо заказываете модели нужного разрешения.

Другое дело, если у вас игровой рельеф, т.е. очень приблизительный или даже имитируемый. Тогда, вы можете отказаться от каркасных линий (рек, гребней и т.п.) и брать исключительно данные по точкам - это вполне доступно автоматизации. ГИС с этим неплохо справляются, и вы найдете программный модуль, каким это делать, или даже библиотеку, чтобы подключить. Нужны будут только оцифрованные точки с высотами.

Я как-то не пойму, вы все хотите автоматизировать администраторскую часть? А нафига, простите за грубое слово? Куча готовых средств по импорту, привязке, моделированию, в т.ч. бесплатных... Понимаю, иногда проще сочинить чем изучить

[Barvetal]

Нынче любая спутниковая контора делает фото-модели рельефа по снимкам. Либо вы покупаете упомянутый SRTM 30м, либо заказываете модели нужного разрешения.

Неа. Не все так хорошо. Ждать нужно 3 месяца, а это долго. Кроме того, цены выходят заоблачные. Для территории 10х10 км получается почти 20 тыс долларов. Нам нужно будет 100х100 км. Если умножить, получится 2 миллиона долларов!!! Это уже нереальная цена. Намного дешевле и быстрее будет построить рельеф по векторным картам.

Другое дело, если у вас игровой рельеф, т.е. очень приблизительный или даже имитируемый. Тогда, вы можете отказаться от каркасных линий (рек, гребней и т.п.) и брать исключительно данные по точкам - это вполне доступно автоматизации. ГИС с этим неплохо справляются, и вы найдете программный модуль, каким это делать, или даже библиотеку, чтобы подключить. Нужны будут только оцифрованные точки с высотами.

Да как раз рельеф обычно описывается изолиниями. Точек там почти нет. А какая сложность построить грид по изолиниям? Взять например средневзвешенный алгоритм интерполяции. И в качестве точек, исходя из которых строится интерполяция, выбрать точки, описывающие полигоны.

Я как-то не пойму, вы все хотите автоматизировать администраторскую часть? А нафига, простите за грубое слово? Куча готовых средств по импорту, привязке, моделированию, в т.ч. бесплатных... Понимаю, иногда проще сочинить чем изучить

Дело в том, что мы будем поставлять программу заказчикам, и администрировать её будет сам заказчик (администратор в его составе), а не мы. Поэтому нужно дать возможность сделать ему следующее:
1) создать сетку высот
2) создать сетку с типами местности
3) привязать растр к сеткам.
Можно, конечно, чтобы заказчик покупал ArcView, но, во-первых, он стоит дорого; во-вторых, нам нужно обучать заказчика работать по этим трем пунктам в интерфейсе, где много лишнего; а в-третьих, с точки зрения престижа некрасиво обязывать заказчика пользоваться сторонним софтом.

Поэтому, судя по-всему, оптимальным решением будет взять готовый движок, который делает это всё, и навесить на него свой интерфейс, который будет содержать только то, что нужно, и ничего более.

Или Вы что-то другое имели в виду?

[geologic]

Насчет заказчика и цены модели понятно, вы хорошо проработали вопрос

Насчет интерполяции по горизоналям вы не правы. Рельеф, отстроенный по одним только горизонталям, будет нелогичный, и даже неопытный глаз это сразу заметит. Во-первых, в грид-модели сами горизонтали не сработают как линии, модель по сути зависима от узлов линий, которые без особой мысли понатыкал студент-трассировщик. И то, что было ровным склоном, станет волнистой поверхностью, если линии предварительно не передискретить под задачу модели. Ну или очень сильно сглаживать результат.

Точек-пикетов десятки на любой топокарте, и они гораздо ценнее изолиний, потому что это реально измеренные места. Если их не применять вообще, то на модели будут срезанные вершины и плоскодонные низины. Добавить их все чохом тоже не комильфо - на склонах возникают пупыри, поскольку горизонтали, (построенные, как правило, вручную), конфликтуют с полем точек. Даже если добавить строго отобранные, только нужные точки (как правило, это максимумы-минимумы поля высот), то остаются реки. Без специальной проработки они будут все в порогах, а то и с обратным течением. Как правило, для гидрографической корректности модели применяются специальные методики, типа topo2gird в ArcINFO. Разумеется, так мы получим приемлемый рельеф только для мелких масштабов, примерно 50-100K и выше. Для более детальных карт нужны еще более изощренные методики, учитывающие все богатство "скелетных" линий. Ну у вас наверно масштаб не такой, и задачи, но имейте в виду.

Мой совет - проработайте один разок ваш цикл вручную - например, возьмите ArcView, модуль Spatial Analyst, горизонтали на лист и т.п. Как вариант, Ozi 3d, если вам этот софт более знаком. Покажите заказчику. Если результат вас всех устроит, такой простой цикл действительно несложно запрограммировать... Да, ведь исходный материал (векторные горизонтали) еще и проверять-чистить-править придется, вручную. Он как правило, чреват недотыками и перетягами - ну это где будете брать, можно обговорить, под што вам дошлифовать их.

[Barvetal]

Теперь наконец-то понял суть проблемы

Волнистость поверхности не является проблемой для нас, и заказчика вполне устроит. Поэтому алгоритм построения рельефа какого-нить тулбокса нас вполне устроит.

Единственное что, преобразование необходимо производить в нашем интерфейсе пользователя, поэтому нам необходим какой-то движок с АПИ, который можно будет интегрировать в наш интерфейс.

Насколько я понял, оптимальный вариант - ArcInfo Engine?
А еще ж есть АПИ у MapInfo и Панорамы. Еще, возможно, есть опенсорсовые бесплатные движки...

Все же, что лучше всего как в принципе, так и по соотношению цена/качество?

Есть ли хорошие бесплатные движки, позволяющие это делать?

Заранее спасибо!