Что такое карта высот
Что такое карта высот
Карты высот — это двухмерные карты, используемые для хранения высот ландшафта. Обычно они хранятся как 8-разрядные изображения с градациями серого, где каждая точка изображения хранит высоту ландшафта в соответствующей позиции. Изображение карты высот представлено на рис. 10.1.
Рис. 10.1. Пример карты высот
Чтобы построить ландшафт из карты высот вам сперва надо построить сетку вершин той же размерности, что и у карты высот, а затем использовать значение высоты каждой точки (пикселя) из карты высот как высоту для вершины в сетке вершин. Например, вы можете использовать карту высот разрешением 6 × 6 пикселей для смещения высоты каждой вершины в сетке вершин 6 × 6.
Помимо местоположения, каждая вершина сетки содержит другие атрибуты, необходимые для визуализации, такие как нормаль и координаты текстуры. На рис. 10.2 показана сетка вершин 6 × 6, созданная в мировой плоскости XZ, где высота каждой вершины задается по мировой оси Y.
Рис. 10.2. Сетка вершин 6 × 6, созданная в плоскости XZ
В сетке вершин вы должны определить расстояние между каждой парой вершин (по вертикали и по горизонтали). На рис. 10.2 это расстояние называется «размер блока». Меньшее расстояние между вершинами позволяет сгладить перепады между высотами вершин, но уменьшает размер сетки, в то время как большое расстояние между вершинами увеличивает размер сетки, но может привести к резким перепадам между высотами вершин. Таким образом, если расстояние между каждой парой вершин (по вертикали и по горизонтали) составляет 1 метр, общий размер сгенерированного ландшафта будет 255 × 255 метров.
Карта высот ландшафта обычно хранится в 8-разрядном изображении, ее значения высот варьируются от 0 до 255, где 0 (черный цвет) представляет самую низкую высоту вершины, а 255 (белый цвет) представляет максимально возможную высоту вершины. Вы можете расширить этот интервал, используя коэффициент масштабирования, который умножается на заданное значение высоты, увеличивая его диапазон. Это обеспечивает больший интервал высот, но с меньшей точностью между значениями. На рис. 10.3 показан трехмерный ландшафт, построенный из карты высот с рис. 10.1, визуализированный в каркасном (сверху) и сплошном (снизу) режимах.
Рис. 10.3. Ландшафт, сгенерированный из карты высот на рис 10.1 и визуализированный в каркасном и сплошном режимах
Обратите внимание, что для визуализированного ландшафта, показанного на рис. 10.3, для каждой вершины были вычислены нормаль и координаты текстуры, что позволило правильно освещать и текстурировать ландшафт.
Генерация карты высот
Вы можете строить или получать карты высот разными способами. Вы можете найти различные типы карт высот повсюду в Интернете, в том числе и карты высот реальных мест (городов и т.д.). Поскольку карты высот являются изображениями с градациями серого, вы можете использовать для построения и редактирования ваших собственных карт высот любой графический редактор. Также некоторые утилиты позволяют выполнять процедурную генерацию карт высот ландшафта на основе заданных пользователем параметров.
Один из простейших и быстрейших способов построения карт высот — использование утилит процедурной генерации, таких как Terragen (http://www.planetside.co.uk/terragen/). Terragen позволяет генерировать карты высот с различными, определяемыми пользователем параметрами, такими как размер ландшафта, реализм, сглаженность, гляцинация и изрезанность. Одно из преимуществ Terragen в том, что вы его можете использовать бесплатно для некоммерческих приложений. Позже художник может почистить сгенерированную Terragen карту высот.
Другой утилитой, которую можно использовать для создания карт высот, является EarthSculptor (http://www.earthsculptor.com/). В EarthSculptor есть несколько внутренних инструментов для трехмерного моделирования ландшафта, и она позволяет сохранять модели ландшафтов как карты высот.
Форматы файлов карт высот
Карта высот
Когда-то давно карты отрисовывались в ручную, и не было даже специальных инструментов для точных измерений, поэтому такие карты имели большую погрешность. В наши дни существует множество способов отрисовки карт, большое количество точного инструментария для создания любого вида картографического изображения. Одной из таких разновидностей является карта высот.
Немного основ и истории.
Составляя различные проекты человек так или иначе обращается к информации о высотных отметках на карте. В РФ принято применять Балтийскую систему высот. В 39 году 19 века в России был введён средний уровень моря, он и считается нулевой отметкой в изменении высот. Соответственно все что ниже стало прописываться отметкой, ниже уровня моря, а возвышенности, выше уровня моря.
В измерении высот участвуют такие виды рельефа как:
Все эти формы местности формируют рельефную карту. Раньше для создания таких карт, или карт высоты, нужно было проводить реальные исследования местности. Картографы лично исследовали местность и проводили измерения всех форм местности, при помощи специального инструментария. Этот метод используется и сейчас например в горах или другой труднодоступной местности. Но в основном же с появлением современных технологий можно создать карту высоты над уровнем моря онлайн.
Что такое карта высот и где применяется.
Карты высот используются не только, как карта рельефа местности, но и в ЗD моделировании, например для создания игр.
Такие карты высот местности могут создаваться в ручную, при помощи простых программ рисования, или редактора ландшафта. Данные программы создают визуальную картинку местности в формате 3D. Но существуют и специальные сайты, на которых такие карты можно создать автоматически, прописав точки маршрута. Поэтому вы с лёгкостью можете составить карту рельефа местности онлайн, с нужными вам территориями. Как мы уже отметили применяются такие карты в отрисовке ландшафта местности и в 3D моделировании.
Области применения карты высот.
Используются данные о высоте над уровнем моря на карте, и карты рельефа в различных сферах:
Как мы видим карта высот над уровнем моря нужна в различных сферах нашей жизни, при создании множества технологий и процессов. Связанны с различными операциями и приложениями к примеру: проектировании, управлении, планировании, логистике, телекоммуникациях, страховании и тд.
Если у вас возникла необходимость создать карту высот, вы это можете сделать посетив наш сайт, для этого вам лишь нужно знать адрес и координаты местности, для которой нужна такая карта.
Что это такое
Эта карта показывает оцененную компьютерным алгоритмом по данным рельефа красоту вида, открывающегося с каждой обработанной точки. Более тёплым цветам соответствуют более красивые места.
На настоящий момент построены карты горного Алтая, Хакасии, Тывы и Кузбасса, Грузии и Крыма, а также части Казахстана, окрестностей Байкала, Дальнего Востока, Монголии, Гималаев и Альп.
Клавиша Tab переключает карту подложки с рельефа на спутник и обратно, пробел переключает слои видов и уклонов.
Прозрачность дополнительных слоёв можно менять, повторно нажимая на их кнопки слева вверху или вращая колёсико мышки с нажатым Ctrl (а если навести на кнопку слоя, то можно и без Ctrl).
Как это работает
При клике на карту открывается информационное окно, показывающее координаты указанной точки и позволяющее перейти к 3D-виду в онлайн-версии Google Earth (ваша система должна соответствовать некоторым требованиям) или PeakFinder. При включенном слое видов автоматически выбирается наилучшая точка поблизости от места клика, для отключения этой поправки нужно в момент клика удерживать нажатой клавишу Ctrl.
Фотографии
Кнопка «Фото» включает отображение слоя фотографий Flickr. Единовременно показывается ограниченное число наиболее популярных снимков. Зачастую эта популярность является просто следствием доступности места, поэтому если в интересующем вас месте фотографий не отображается, но вообще на экране их много, попробуйте приблизить карту, чтобы отсечь часть фотографий.
Фотографии предоставлены Flickr. Права на фотографии принадлежат правообладателям фотографий.
А дальше?
Что, если красивое место хочется не только посмотреть в Google Maps, но и посетить лично (а это, как правило, стоит сделать)? В этом может помочь слой уклонов рельефа, включающийся одной из кнопок слева вверху. Цвета означают примерно следующее (в условиях сухой погоды и благоприятной для движения поверхности):
Режим редактирования маршрута включается и выключается нажатием кнопки «Маршрут». В режиме редактирования клики по карте добавляют точки к маршруту, удаляются точки правым кликом. Построив маршрут, можно появившейся кнопкой выгрузить его в формате gpx или переслать, просто скопировав целиком адрес из адресной строки браузера.
Режим расстановки маркеров включается и выключается клавишей «m». Как и маршрут, маркеры сохраняются в адресе страницы.
Россия
Нажмите на карту чтобы отобразить высоту.
Россия ( 64.68631 97.74531 )
Об этой карте
Другие топографические карты
Ленинградская область
Ленинградская область, Северо-Западный федеральный округ, Россия ( 60.18533 32.39253 )
Московская область
Московская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 55.50432 38.03539 )
Краснодарский край
Краснодарский край, Южный федеральный округ, Россия ( 45.76840 39.02610 )
Свердловская область
Свердловская область, Уральский федеральный округ, Россия ( 58.64148 61.80215 )
Москва
Москва, Центральный федеральный округ, Россия ( 55.47920 37.32733 )
Новосибирск
Новосибирск, Новосибирская область, Сибирский федеральный округ, 630000, Россия ( 55.02822 82.92345 )
Казань
Казань, городской округ Казань, Татарстан, Приволжский федеральный округ, Россия ( 55.78235 49.12423 )
Тюмень
Тюмень, городской округ Тюмень, Тюменская область, Уральский федеральный округ, Россия ( 57.15353 65.54227 )
Санкт-Петербург
Санкт-Петербург, Северо-Западный федеральный округ, Россия ( 59.93873 30.31623 )
Санкт-Петербург
Санкт-Петербург, Северо-Западный федеральный округ, 190000, Россия ( 59.96067 30.15866 )
Самара
Самара, городской округ Самара, Самарская область, Приволжский федеральный округ, 443028, Россия ( 53.19863 50.11399 )
Самарская область
Самарская область, Приволжский федеральный округ, Россия ( 53.21288 50.89146 )
Нижегородская область
Нижегородская область, Приволжский федеральный округ, Россия ( 55.47180 44.09116 )
Тверская область
Тверская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 57.11345 35.17444 )
Москва
Москва, Центральный федеральный округ, Россия ( 55.75045 37.61749 )
Башкортостан
Башкортостан, Приволжский федеральный округ, Россия ( 54.47476 55.97846 )
Саратов
Саратов, городской округ Саратов, Саратовская область, Приволжский федеральный округ, 410000, Россия ( 51.53002 46.03468 )
Тула, городской округ Тула, Тульская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 54.19303 37.61754 )
Крымский полуостров
Крымский полуостров, Автономная Республика Крым, Южный федеральный округ, Россия ( 45.28350 34.20082 )
Рязанская область
Рязанская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 54.33776 40.60200 )
Екатеринбург
Екатеринбург, городской округ Екатеринбург, Свердловская область, Уральский федеральный округ, Россия ( 56.83910 60.60825 )
Киров
Киров, городской округ Киров, Кировская область, Приволжский федеральный округ, 610000, Россия ( 58.60353 49.66390 )
Всеволожск
Всеволожск, Город Всеволожск, Всеволожский район, Ленинградская область, Северо-Западный федеральный округ, 188640, Россия ( 60.02401 30.64604 )
Белгород
Белгород, Белгородский район, Белгородская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 50.59556 36.58734 )
Нижний Новгород
Нижний Новгород, городской округ Нижний Новгород, Нижегородская область, Приволжский федеральный округ, Россия ( 56.32857 44.00351 )
Волгоградская область
Волгоградская область, Южный федеральный округ, Россия ( 49.60483 44.29036 )
Ростовская область
Ростовская область, Южный федеральный округ, Россия ( 47.62225 40.79579 )
Ельня
Ельня, Ельнинский район, Смоленская область, Центральный федеральный округ, 216330, Россия ( 54.57650 33.18917 )
Барнаул
Барнаул, городской округ Барнаул, Алтайский край, Сибирский федеральный округ, 656000, Россия ( 53.34740 83.77845 )
Чайковский
Чайковский, Чайковский городской округ, Пермский край, Приволжский федеральный округ, 617763, Россия ( 56.74323 54.15859 )
Ладожское озеро
Ладожское озеро, Ленинградская область, Северо-Западный федеральный округ, Россия ( 60.84146 31.71176 )
Красноярск
Красноярск, городской округ Красноярск, Красноярский край, Сибирский федеральный округ, 660000, Россия ( 56.00910 92.87251 )
городской округ Анапа
городской округ Анапа, Краснодарский край, Южный федеральный округ, Россия ( 44.95173 37.39632 )
Воронеж
Воронеж, городской округ Воронеж, Воронежская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 51.66060 39.20059 )
Владивосток
Владивосток, Владивостокский городской округ, Приморский край, Дальневосточный федеральный округ, 690000, Россия ( 43.11507 131.88558 )
Нижняя Тура
Нижняя Тура, Нижнетуринский городской округ, Свердловская область, Уральский федеральный округ, Россия ( 58.61843 59.86740 )
Натухаевская
Натухаевская, городской округ Новороссийск, Краснодарский край, Южный федеральный округ, 353431, Россия ( 44.90888 37.56492 )
Таганрог
Таганрог, Ростовская область, Южный федеральный округ, Россия ( 47.21537 38.92852 )
Тамбов
Тамбов, городской округ Тамбов, Тамбовская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 52.72879 41.45536 )
Пермский край
Пермский край, Приволжский федеральный округ, Россия ( 58.59516 56.31595 )
Ярославская область
Ярославская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 57.77820 39.00211 )
Неклиновский район
Неклиновский район, Ростовская область, Южный федеральный округ, Россия ( 47.34138 38.72886 )
Краснодар
Краснодар, городской округ Краснодар, Краснодарский край, Южный федеральный округ, 350000, Россия ( 45.03526 38.97648 )
Ижевск
Ижевск, городской округ Ижевск, Удмуртия, Приволжский федеральный округ, Россия ( 56.86656 53.20942 )
Калужская область
Калужская область, Центральный федеральный округ, Россия ( 54.43828 35.52729 )
Татарстан
Татарстан, Приволжский федеральный округ, Россия ( 55.44822 50.47636 )
Томск
Томск, городской округ Томск, Томская область, Сибирский федеральный округ, 634000, Россия ( 56.48871 84.95232 )
Калининградская область
Калининградская область, Северо-Западный федеральный округ, Россия ( 54.85127 21.23856 )
Ставрополь
Ставрополь, городской округ Ставрополь, Ставропольский край, Северо-Кавказский федеральный округ, 355000, Россия ( 45.04332 41.96909 )
Оренбургская область
Оренбургская область, Приволжский федеральный округ, Россия ( 52.02693 54.72766 )
Как на топографической карте прочитать рельеф
Отображение рельефа играет важную роль, так как он в значительной мере определяет характер всех остальных элементов содержания карт и планов. Кроме того, рельеф влияет на водный режим, на распределение растительности и на пространственное размещение большинства объектов местности. Без достаточно точного отображения рельефа и его детального изучения на карте или плане невозможно установить взаимосвязи между отдельными элементами ландшафта и, следовательно, рационально использовать природные ресурсы.
Традиционным представлением о рельефе местности на топографических картах и планах является его изображение горизонталями. Этот способ нагляден и дает однозначное представление о рельефе местности, позволяет быстро получать количественные характеристики рельефа и решать различные прикладные задачи.
Типы и формы рельефа местности
Рельеф — совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных (выпуклых) и отрицательных (вогнутых) форм. Основными формамирельефа являются: гора, котловина, хребет, лощина и седловина. 
Кроме перечисленных форм рельеф имеет детали. К деталям рельефа относятся: овраги, промоины, курганы, насыпи, выемки, уступы, каменоломни и т. д. Все разновидности форм и деталей рельефа состоят из элементов. Основными элементами рельефа являются: основание (подошва), склон (скат), вершина (дно), высота (глубина), крутизна и направление ската, линии водораздела и водосбора (тальвег).
В военном деле под местностью понимают участок земной поверхности, на котором предстоит вести боевые действия. Неровности земной поверхности называются рельефом местности, а все расположенные на ней объекты, созданные природой или трудом человека (реки, населенные пункты, дороги и т. п.) — местными предметами.
По характеру рельефа местность делится на равнинную, холмистую и горную.
Равнинная местность характеризуется небольшими (до 25 м) относительными превышениями и сравнительно малой (до 2°) крутизной скатов. Абсолютные высоты обычно небольшие (до 300 м).
Холмистая местность характеризуется волнистым характером земной поверхности, образующей неровности (холмы) с абсолютными высотами до 500 м, относительными превышениями 25 — 200 м и преобладающей крутизной 2-3° (рис. 3, 4). Холмы обычно сложены твердыми породами, вершины и склоны их покрыты толстым слоем рыхлых пород. Понижения между холмами представляют собой широкие, ровные или замкнутые котловины.
Горная местность представляет собой участки земной поверхности, значительно приподнятые над окружающей местностью (имеющей абсолютные высоты 500 м и более). Она отличатся сложным и разнообразным рельефом, специфическими природными условиями. Основные формы рельефа — горы и горные хребты с крутыми скатами, часто переходящими в скалы и скалистые обрывы, а также лощины и ущелья, расположенные между горными хребтами. Горная местность характеризуется резкой пересеченностью рельефа, наличием труднодоступных участков, редкой сетью дорог, ограниченным количеством населенных пунктов, бурным течением рек с резкими колебаниями уровня воды, разнообразием климатических условий, преобладанием каменистых грунтов.
Боевые действия в горной местности рассматриваются, как действия в особых условиях. Войскам часто приходится использовать горные проходы, затрудняется наблюдение и ведение огня, ориентирование и целеуказание, в то же время она способствует скрытности расположения и передвижения войск, облегчает устройство засад и инженерных заграждений, организацию маскировки.
Сущность изображения рельефа на картах горизонталями
Рельеф является важнейшим элементом местности, определяющим ее тактические свойства.
Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов.
Рельеф на топографических картах изображается горизонталями в сочетании с условными знаками обрывов, скал, оврагов, промоин, каменных рек и т. п. Изображение рельефа дополняется отметками высот характерных точек местности, подписями горизонталей, относительных высот (глубин) и указателями направления скатов (бергштрихами). На всех топографических картах рельеф изображается в Балтийской системе высот, то есть в системе исчисления абсолютных высот от среднего уровня Балтийского моря.
Виды горизонталей
Горизонталь — замкнутая кривая линия на карте, которой соответствует на местности контур, все точки которого расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.
Различают следующие горизонтали:
Расстояние между двумя смежными основными горизонталями по высоте называют высотой сечения рельефа. Высоту сечения рельефа подписывают на каждом листе карты под ее масштабом. Например: «Сплошные горизонтали проведены через 10 метров».
Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятой кратной высоте сечения, вычерчиваются утолщенно и на ней ставится цифра, указывающая высоту над уровнем моря.
Для того чтобы при чтении карты можно было быстро определить характер неровностей поверхности на картах, применяются специальные указатели направления скатов — бергштрихи — в виде коротких черточек, расставленных на горизонталях (перпендикулярно им) по направлению покатостей. Они помещаются на изгибах горизонталей в наиболее характерных местах, преимущественно у вершин седловин или на дне котловин.
Дополнительные горизонтали (полугоризонтали) применяются для отображения характерных форм и деталей рельефа (перегибов склонов, вершин, седловин и т. п.), если они не выражаются основными горизонталями. Кроме того, применяют для изображения равнинных участков, когда заложения между основными горизонталями очень велики (более 3 — 4 см на карте).
Вспомогательные горизонтали применяют для изображения отдельных деталей рельефа (блюдец в степных районах, западин, отдельных бугров на плоскоравнинной местности), которые не передаются основными или дополнительными горизонталями.
Изображение горизонталями типовых форм рельефа
Рельеф на топографических картах изображается кривыми замкнутыми линиями, соединяющими точки местности, имеющие одинаковую высоту над уровенной поверхностью, принятой за начало отсчета высот. Такие линии называются горизонталями. Изображение рельефа горизонталями дополняется подписями абсолютных высот, характерных точек местности, некоторых горизонталей, а также числовых характеристик деталей рельефа — высоты, глубины или ширины.
Определение на карте абсолютных высот и относительных превышений точек местности
Профиль — чертеж, изображающий разрез местности вертикальной плоскостью.
Для большей выразительности рельефа местности вертикальный масштаб профиля принимается в 10 или более раз крупнее горизонтального.
В связи с этим профиль, передавая взаимное превышение точек, искажает (увеличивает) крутизну скатов.
Для построения профиля нужно:
Определение на карте крутизны скатов
Крутизна ската на карте определяется по заложению — расстоянию между двумя смежными основными или утолщенными горизонталями; чем меньше заложение, тем круче скат.
Для определения крутизны ската надо измерить расстояние между горизонталями циркулем, найти соответствующий отрезок на графике заложений и прочитать число градусов.
На крутых скатах это расстояние измеряется между утолщенными горизонталями, и крутизна ската определяется по графику, расположенному справа.