МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНIЧНИЙ УНIВЕРСIТЕТ
МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ
ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ „ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ”
Донецьк- ДонНТУ-2011 р.
МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНIЧНИЙ УНIВЕРСIТЕТ
МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ
ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ З ДИСЦИПЛІНИ „ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ”
(для студентiв спецiальностi 7.080407 «Комп'ютерний еколого - економічний моніторинг», спеціалізація «Програмування та комп’ютерний дизайн»)
Затверджено на засiданнi кафедри КСМ
Протокол № _ вiд _________2011 р.
Донецьк ДонНТУ-2011 р.
Методичні вказівки до виконання курсових проектів з дисципліни „Геоінформаційні системи” (для студентів спецiальностi для студентiв спецiальностi 7.080407 «Комп'ютерний еколого - економічний моніторинг»)./ Харитонов А. Ю. Павлій В. О. – Донецьк: ДонНТУ, 2005. - 39 арк.
В роботi розглянутi тематика, обсяг i змiст курсового проекта з дисципліни „Геоінформаційні системи”, а також методичні рекомендацiї по оформленню креслень i основних роздiлiв пояснювальної записки.
Укладачi: ассистент А. Ю. Харитонов
ассистент В. А. Павлій
Рецензенти: д.т.н., проф. Г. В. Аверін
к.т.н., доц. А. А. Шоломіцький
ВСТУП. ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
Донецька область є одним з приймаючих регіонів Європи з футболу 2012 року. У ідеології прогресу та інновацій керівництво області в ході підготовки до Євро-2012 ставить на меті наближення до європейських стандартів життя, розвиток регіональної інфраструктури, перетворення Донецької області на привабливий туристичний регіон та залучення до європейського співтовариства. Гостинність Донецької області повинна запам'ятатися так само, як і яскраві футбольні ігри.
Без перебільшення Донецький регіон можна назвати футбольним краєм. На Донбасі, мабуть, нема людини, байдужої до футболу. Любов до цієї гри - одна з найбільших характеристик донбаського характеру, а футбол – найбільш популярний вид спорту серед населення.
Успішна підготовка до Євро-2012 – це важлива регіональна мета, яка досягається шляхом реалізації соціальних проектів, дій із залучення інвестицій у розвиток інфраструктури області і залучення мешканців Донбасу до спортивного і здорового способу життя.
Сьогодні Донеччина розширює коло ділових партнерів, розвиває економічні і культурні зв'язки, впроваджує сміливі інноваційні ідеї. Донбас відкриває широкі перспективи для всіх, хто ставить перед собою високу мету.
Інтернет-інтеграція центральної частини Донецька повинна розширюватися в тривимірному просторі. Виходячи з вищесказаного витікає, що створення тривимірної карти центральної частини м. Донецька є актуальним завданням.
1 ТЕМАТИКА ТА ІНСТРУМЕНТАРІЙ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
Google SketchUp — це програма ескізного (концептуального) 3D моделювань для архітекторів і дизайнерів. Програма дозволяє створювати практично будь-які побудови різного рівня подачі — від чернетки, ескіза, до готового візуалізованого проекту. З її допомогою можна проектувати будівлі, меблі, інтер'єр, будівельні споруди, деталі, а також створювати багатосторінкові документи і презентації для web -сайтов і відеофільмів. Завершені проекти можна публікувати на Google Earth або просто роздруковувати на папері.
Google SketchUp — програма для моделювання відносно простих тривимірних об'єктів — будов, меблів, інтер'єру. У березні 2006 року була придбана компанією Google разом з невеликою фірмою @Last Software. SketchUp — програма для швидкого створення і редагування тривимірної графіки. Проекти SketchUp зберігаються у форматі *.skp.
В порівнянні з багатьма популярними пакетами даний має ряд переваг, що полягають, в першу чергу, в майже повній відсутності вікон попередніх налаштувань. Усі геометричні характеристики задаються з клавіатури в полі Value Control Box (Поле Контролю Параметрів; знаходиться в правому нижньому кутку робочої області, праворуч від напису Measurements — «Система Заходів») в час або відразу після закінчення дії інструменту. Ця особливість дозволяє уникнути необхідності настроювати кожен інструмент перед його застосуванням, а потім редагувати можливі невраховані помилки, але в той же час ця гідність обертається недоліком, коли виникає потреба в масовій зміні геометрії створених об'єктів. Проте, такі ситуації виникають рідко, а їх виправлення засобами пакету не складає великих труднощів.
Цей пакет зручний для початківців, що малознайомих з тривимірним моделюванням людей або просто цікавляться, яким треба вчитися поводитися із складними професійними інструментами тільки для того, щоб усього лише зробити зразковий макет своєї кімнати або навіть письмового столу. SketchUp інтуїтивний і дуже простий в зверненні, оскільки зроблений з розрахунком на непрофесіоналів, і дозволяє відносно швидко і просто досягти бажаного результату, використовуючи звичні з дитинства інструменти — «лінійку», «олівець», «транспортир», «гумку» в трьох площинах.
Головний же недолік цього продукту полягає в тому, що в нім відсутня функція роботи з т. н. картами зміщення (displacement maps), але, оскільки цей продукт не можна вважати професійним редактором тривимірної графіки або ж редактором ігрових рівнів (хоча така можливість існує), а також націлений на іншу цільову аудиторію, то цілком логічно, що ця функція в пакеті відсутня (тим паче, що її реалізація зажадала б значно великих матеріальних витрат і человекочасов на розробку, внаслідок чого ціна за фінальну Pro версію продукту різко підвищилася б).
SketchUp підтримує імпорт і експорт різних форматів двомірної растрової і тривимірної графіки, зокрема: *.3ds, *.dwg, *.ddf; *.jpg, *.png, *.bmp, *.psd.
Імпорт растрової графіки має декілька можливостей: вставка образу в якості окремого об'єкту, в якості текстури і в якості основи для відновлення тривимірного об'єкту по фотографії. Експорт у формат *.jpg здійснюється в якості знімка з робочої зони вікна додатка._Додатково встановлені плагины дозволяють експортувати у формати *.mxs, *.atl, *.dae, *.b3d і т. д. Наступне редагування експортованого файлу у відповідних застосуваннях може здійснюватися без яких-небудь обмежень, а плагин VRay for SketchUp (англ.) дозволяє візуалізувати тривимірні сцени.
У програмі є бібліотеки компонентів, матеріалів і стилів робочої області, які можна поповнювати своїми елементами. Є можливість встановлювати тіні відповідно до заданих широтою, довготою, часом доби і року.
Додатково програма дозволяє створювати макроси для дій, що повторюються, на мові Ruby і додавати для них в меню нові пункти, також доступна функція завантаження і використання численних готових скриптів, наданих іншими користувачами.
Використання SketchUp спільно з Google Планета Земля
Програма-ресурс Google Earth («віртуальний глобус») і спрощений 3D-редактор SketchUp є складеними компонентами єдиної сім'ї програмних продуктів, так що користувач може легко переносити інформацію з одного пакету в іншій.
Так, зокрема, при моделюванні копій архітектурних споруд можна легко імпортувати аеро- чи супутникову фотографію потрібної будівлі, а також топографію місцевості з Google Earth, а потім «будувати» віртуальне будівля-модель на фундаменті, яким буде супутникова фотографія будівлі-прототипу.
А для того, щоб побачити тільки що створену в програмі SketchUp 3D-модель «у віртуальному житті» на рельєфі Google Earth, досить клацнути іконку на панелі інструментів. Для обміну інформацією між програмами досить, щоб обоє вони були встановлені на комп'ютері користувача і одночасно відкриті у момент роботи[2].
Можливі варіанти використання
1. Моделювання існуючих будівель
2. Моделювання зниклих будівель — т. н. віртуальна археологія[3]
3. Дизайн інтер'єру
4. Дизайн зовнішньої реклами
5. Дизайн рівнів (т. н. маппинг) під Source Engine[4]
6. Безкоштовні колекції 3D-моделей для SketchUp (3D Warehouse)
Створивши в SketchUp модель архітектурної споруди або будь-яких інших об'єктів, користувачі можуть розміщувати свої творіння в загальнодоступних он-лайн колекціях Google [5]. Так, зокрема, підбірка колекцій «Міста в розробці»[6] містить декілька тисяч моделей реальних архітектурних будівель світу. Не зайвим буде помітити, що компанія Google приймає 3D-модели тільки з тією умовою, що вони текстуровані, і забезпечені правильною географічною прив'язкою.
Темою проекту являється Побудова геоінформаційного дизайнерського простору м. Донецька, в рамках медіа підтримки проведення EURO 2012.
Завдання проекту: Розробити 3D моделі будівель (10 шт) центрального району м. Донецька зі збереженням географічних координат для представлення в середовищі Google Планета Земля
Процес курсового проектування умовно роздільний на 5 етапів:
– введення початкової картографічної інформацїї ділянки карти з вказівкою номерів будинків, магазинів, шкіл і т. п;
– освоєння способів вибірки необхідної інформацїї по введеній карті;
– освоєння прийомів програмування для пошуку і вибірки необхідної інформацїї;
– використовування і побудова тематичних карт;
– оформлення записки пояснення і графічної частини курсового проекту.
В процесі курсового проектування і захисту курсового проекту студент повинен показати свою підготовленість по курсу, продемонструвати уміння користуватися прикладними програмними продуктами ГІС.
В процесі курсового проектування студент виконує і захищає курсовий проект.
Пропоновані методичні вказівки призначені для студентів і керівників курсових проектів.
Курсовий проект по ГІС складається з двох обов'язкових частин: пояснювальної записки і графічного матеріалу. Пояснювальна записка до курсового проекту повинна містити 30-50 сторінок машинописного тексту (або 40-60 сторінок рукописного тексту), включаючи малюнки і таблиці.
Графічна частина курсового проекту по ГІС включає 2 креслення формату А3 і 1 креслення формату А4. Основні пункти записки пояснення і зміст графічної частини курсового проекту розглядаються в завданні до курсового проекту.
Курсовий проект по ГІС виконується на 4-у курсі і є одним з етапів підготовки студента спеціальності 7.080407 "Комп'ютерний еколого-економічний моніторинг".
Мета даних методичних вказівок - надати студентам допомоги в розробці і захисті курсового проекту, допомогти правильно організувати роботу над проектом і скоротити число помилок, що допускаються студентами при оформленні креслень, записки пояснення, а також захисту курсового проекту.
2 РОЗШИРЕННИЙ ПЛАН ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Завдання на курсовий проект складається із створення 10-ти моделей і публікації їх в середовищі Google Планета Земля.
Робота над кожною будівлею складається з наступних етапів:
1. Вибір будівлі або групи будівель.
2. Фотографування вибраних будівель з 4-х сторін або пошук якісних фотографій цієї будівлі в мережі
3. Побудова тривимірної будівлі
4. Публікація в Google Планета Земля.
Завдання на курсовий проект складається з 4 частин, виконання кожної з котрих неможливо без виконання попередніх частин. Нижче приведений розгорнутий план виконання курсового проекту.
Этап 1.
Выбор зданий и фотографирование их.
В ходе этого этапа студент должен выполнить следующее:
1. Определиться с выбором зданий, которые он должен смоделировать. Здания не должны быть уже смоделированы другими людьми. Здания берутся из центральной части г. Донецка.
2. Сфотографировать эти здания с 4-х сторон или найти фотографии хорошего качества. На полученных текстурах допускаются деревья. Фотографировать лучше в солнечный день, в зимнее время, когда на деревьях нет листвы.
Этап 2.
Создание трехмерных моделей.
Создавать модели можно как с нуля в SketchUp, так и предварительно поместив подложку из Google Планета Земля. Подробнее о создании моделей описано в разделе «Теория».
Этап 3.
Наложение текстур на модели. Текстуры можно или накладывать одной фотографией, либо можно замостить небольшой кусочек.
Этап 4. Публикация в Google Планета Земля. Если модель не принята сообществом Google, то необходимо доработать и послать заново.
Основные ошибки при создании и размещении моделей.
Построенный рельеф слишком крупный или неправильно текстурирован
