Tiskane izdaje
Na Inštitutu za fotogrametrijo in daljinsko zaznavanje Tehniške univerze na Dunaju, na FAGG Univerze v Ljubljani ter na ZRC SAZU smo razvili novo metodo analitičnega senčenja, ki se imenuje indeks večsmerne vidnosti.
Oblikovanost zemeljskega površja lahko nazorno ponazorimo s skico ali načrtom ali fotografijo, kar je povečini učinkoviteje od opisa z besedilom. V kartografiji pogosto uporabljamo geometrične metode z izohipsami, ki povezujejo iste nadmorske višine, ter metode senčenja reliefa.
Analitično senčenje reliefa temelji na računalniško podprtih postopkih za vizualizacijo na podlagi digitalnega modela reliefa. Metoda ima korenine v ročnih kartografskih tehnikah senčenja reliefa z začetki pred okoli 350 leti, katerih navdih so bile slikarske tehnike senčenja. Senčenje, ki plastično prikazuje dejanski relief, lahko še danes občudujemo na le nekaj desetletij starih topografskih kartah. Znana je švicarska šola senčenja s standardnimi topografskimi pravili za predstavitev senčenega reliefa. Metode analitičnega senčenja slonijo na lokalnih ali globalnih osvetlitvenih modelih, največkrat v smislu izračuna razpršenega ali zrcalnega odboja svetlobe. Te metode veljajo za klasične in jih najdemo v vsaki programski opremi za prikaz digitalnega modela reliefa. Razvoj izboljšave metod analitičnega senčenja v zadnjem desetletju hitro napreduje predvsem z izboljšanjem kakovosti in s tem uporabnosti digitalnega modela reliefa. Znanstveniki so tako predlagali vrsto pristopov, ki upoštevajo različne tipe izvorov svetlobe, odbojnost različnih materialov, posnemanje naravnega videza reliefa, prilagajanje značilnostim reliefa ali izvedbo slikarskih tehnik.
Ena sama generična metoda
Pri našem razvoju naprednih metod smo si za izboljšavo analitičnega senčenja reliefa postavili tele cilje: upoštevanje topografskih načel in načel estetike v kartografiji, čim večja robustnost izdelave senčenja, prilagodljivost in univerzalnost prikaza ter ne nazadnje relativna preprostost metod. Najprej smo poskusno razvili vrsto metod, ki so parcialno reševale posamezne probleme senčenja. Končni cilj je bila ena sama generična metoda. Razvita generična metoda, ki se imenuje indeks večsmerne vidnosti, deluje po teh načelih: prikaz ravninskih območij je v svetlejšem odtenku kot okolica, geomorfološki robovi so poudarjeni po zgledu obrabljenih robov kavbojk ter različne ravni podrobnosti senčenja so prikazane hkrati. Zadnje načelo omogoča, da lahko na zemljevidu manjšega merila od blizu prepoznavamo geomorfološke detajle, od daleč pa predvsem še skelet reliefa. Dodatna prednost metode je povečana ostrina detajlov.
Uporabnost razvite metode indeksa večsmerne vidnosti je precej širša od uporabe za analitično senčenje. Gre pravzaprav za multiaplikativno metodo. Posamezne značilnosti reliefa lahko poudarimo ali klasificiramo za izdelavo tematskih kart. Tak primer je geomorfografska oziroma karta geomorfoloških oblik, kakršna omogoča prikaz značilnosti reliefa, ki jih pogosto ne moremo zaznati s satelitskimi ali aero fotografijami in tudi ne pri terenskem delu. Tovrstne karte lahko nadgradimo z metodami vizualne analitike, v smislu transformacije podatkov za interaktivno vizualno prepoznavanje določenih oblik reliefa, kakršne so napake digitalnega modela reliefa. V tem smislu smo zasnovali niz metod za kontrolo kakovosti pri izdelavi aktualnega slovenskega nacionalnega digitalnega modela reliefa s prostorsko ločljivostjo 12,5, 25 in 100 m. Vizualna analitika se je izkazala kot dopolnilna metoda terenskemu delu pri študiju značilnosti naravnega zemeljskega površja ter še posebej antropogenega (grajenega) površja, ki ga je v bližnji ali daljni preteklosti oblikoval človek. Vizualna analitika z metodo indeksa večsmerne vidnosti je bila v našem primeru nepogrešljiva za izboljšavo in analizo digitalnega modela reliefa planeta Marsa, kamor se človek – za zdaj – še ni odpravil na terenske raziskave.
Metoda indeksa večsmerne vidnosti omogoča tudi generiranje ploskev kvazi naklonov reliefa in relativnega reliefa, ki sta se izkazali uporabni za prostorske analize na različnih področjih. Obe ploskvi smo uporabili pri odkrivanju in klasifikaciji značilnih geomorfoloških oblik fizičnega reliefa, kot so tipi gorskih vrhov, ter za generalizacijo (poenostavljanje) digitalnega modela reliefa. Nadalje smo za navedeni ploskvi razvili metode za iskanje krožnih oblik, kakršne so stožčasti vrhovi ali kraške vrtače ter vulkanski ali meteoritski kraterji. Pri tem gre za geometrično aplikacijo odkrivanja in merjenja krožnih oblik. Analizirali smo meteoritske kraterje na delu Marsa, pri čemer smo generirali »virtualne kolobarje«, ki omogočajo hkratno vizualno identifikacijo ter izmero premera in globine kraterjev.
Storžič in Tunjice
Še bolj zanimivo je bilo iskanje stožčastih gorskih vrhov v Sloveniji, pri čemer smo prepoznali vrhove, kakršen je Storžič. Pri odkrivanju krožnih oblik smo šli še dlje ter na območju Slovenije analitično odkrili nekaj popolnih krožnih oblik naravnega površja, ki se jih da vizualno identificirati tudi s senčenjem z metodo indeksa večsmerne vidnosti. Nekoliko levo od sredine od prikazanih kart je možno z nekaj bolje izurjenim očesom zaznati popolno krožno obliko s premerom 715 m. Na severovzhodnem odseku zaznanega »obroča« je vas Tunjice pri Kamniku, nekoliko južneje od strukture pa naravni zdravilni gaj. Amfiteatrskost te krožne strukture lahko občudujete kar iz samih Tunjic ali izpred cerkve sv. Ane.
Skupek opisanih pristopov omogoča izdelavo semantičnega ali celo »pametnega« digitalnega modela reliefa, kakršen vsebuje poleg nadmorskih višin tudi podatke o značilnih oblikah reliefa, o njihovi kakovosti, o primernosti za interpolacijo ali generalizacijo ter navsezadnje tudi vse potrebne informacije za izdelavo digitalnega modela reliefa po meri uporabnika. Pri tem procesu izdelave gre za multidisciplinaren pristop, ki se dotika geodezije, geografije, geologije, kognitivne psihologije, prostorske informatike, 3D računalniške grafike, obdelave (fotografskih) posnetkov in podobno. Bolj ali manj univerzalen ter geomorfološko in metrično natančen digitalni model reliefa je tako pomemben za simulacijo poplav rek ali morja ali pa na primer pri samodejni izdelavi topografske karte.
Tomaž Podobnikar, ZRC SAZU Ljubljana, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani in RRA Mura, Murska Sobota
