3D Geo-Information Sciences

در سال‌های اخیر، اطلاعات جغرافیایی سه بعدی به دلیل افزایش پیچیدگی وظایف در بسیاری از کاربردهای علم زمین، مانند برنامه‌ریزی و توسعه شهری پایدار، مهندسی عمران، مدیریت ریسک و بلایا و نظارت بر محیط‌زیست، به یک حوزه تحقیقاتی مهم تبدیل شده است. علاوه بر این، یک پارادایم از ادغام متقابل برنامه و یکپارچه سازی داده های سه بعدی مشاهده می شود. مشکلات و چالش‌های پیش روی نرم‌افزار سه‌بعدی امروزی، که عموماً برنامه‌گرا هستند، تقریباً به طور انحصاری بر مسائل انتقال داده‌های سه‌بعدی تمرکز می‌کنند - توانایی استفاده از داده‌هایی که در ابتدا در یک سیستم مدل‌سازی/تجسم توسعه یافته در سیستم دیگر و بالعکس. ابزارهایی برای تجزیه و تحلیل، شبیه‌سازی و پیش‌بینی سه‌بعدی دقیق یا گم شده‌اند یا در صورت وجود، به وظایف خاصی اختصاص داده شده‌اند. برای پاسخ به این تقاضای فزاینده، نوع جدیدی از سیستم باید توسعه یابد. یک سیستم اطلاعات جغرافیایی سه بعدی کاملاً توسعه یافته باید بتواند هندسه و توپولوژی سه بعدی را مدیریت کند، هندسه سه بعدی و اطلاعات موضوعی را ادغام کند، روابط فضایی و توپولوژیکی را تجزیه و تحلیل کند و داده ها را به شکل مناسب ارائه دهد. علاوه بر انواع هندسه ساده مانند خط نقطه و چند ضلعی، انواع زیادی از نمایش های پارامتریک، منحنی ها و سطوح آزاد شکل یا اشکال جارویی باید پشتیبانی شوند. روش‌هایی برای تبدیل بدون درز بین نمایش‌های شطرنجی سه‌بعدی و بازنمایی‌های برداری سه‌بعدی باید در دسترس باشد، آنها باید امکان تجزیه و تحلیل نمایشی را که برای یک برنامه خاص مناسب‌تر است را فراهم کنند.

In recent years 3D geo-information has become an important research area due to the increased complexity of tasks in many geo-scientific applications, such as sustainable urban planning and development, civil engineering, risk and disaster management and environmental monitoring. Moreover, a paradigm of cross-application merging and integrating of 3D data is observed. The problems and challenges facing today’s 3D software, generally application-oriented, focus almost exclusively on 3D data transportability issues – the ability to use data originally developed in one modelling/visualisation system in other and vice versa. Tools for elaborated 3D analysis, simulation and prediction are either missing or, when available, dedicated to specific tasks. In order to respond to this increased demand, a new type of system has to be developed. A fully developed 3D geo-information system should be able to manage 3D geometry and topology, to integrate 3D geometry and thematic information, to analyze both spatial and topological relationships, and to present the data in a suitable form. In addition to the simple geometry types like point line and polygon, a large variety of parametric representations, freeform curves and surfaces or sweep shapes have to be supported. Approaches for seamless conversion between 3D raster and 3D vector representations should be available, they should allow analysis of a representation most suitable for a specific application.