Трехмерные модели. 
Растровые модели пространственных данных

Слои могут иметь как векторные, так и растровые форматы. Однако многие ГИС допускают возможность работы со слоями только векторного типа, а растр используется в качестве подложки. В связи с этим следует отметить возможности системы ER Mapper трансформировать растровое изображение снимка в заданную картографическую проекцию. Большинство ГИС хранят информацию о точках местности в виде трехмерных координат. Однако для многих приложений ГИС, таких, как построение карт, трехмерные координаты преобразуют в двухмерное представление, т. е. строят двухмерные (2D) модели. Со второй половины 90-х гг. заметна тенденция к построению трехмерных (3D) моделей. С одной стороны, это продиктовано решением практических задач, с другой — увеличением мощности вычислительных ресурсов, что необходимо для трехмерною моделирования, (такая модель должна соответствовать отображению трехмерной реальности, по возможности близкой к той, что видит человеческий глаз на местности. В настоящее время существуют два основных способа представления трехмерных моделей в ГИС. Первый способ, назовем его псевдотрехмерным, основан на том, что создается структура данных, в которых значение третьей координаты Z (обычно высота) каждой точки (X, Y) записывается в качестве атрибута. При этом значение Z может быть использовано в перспективных построениях для создания изображений трехмерных представлений. Поскольку это не истинное трехмерное представление, его часто именуют 2,5-мерным (два-с-половиной-мерным). Такие 2,5-мерные модели дают возможность эффективного решения ряда задач: представление рельефа и других непрерывных поверхностей на базе ЦМР или TIN; расчет перспективной модели для любой задаваемой точки обзора; «натяжение» дополнительных слоев на поверхность с использованием цвета и светоеых эффектов; визуальное преобразование одних классов данных в другие (например, объемный слой промышленных выбросов преобразовать в изображение экологической карты и результирующей карты действия на окружающую растительность); создание динамической модели «полета» над территорией.

Второй способ — создание истинных трехмерных представлений — структур данных, в которых местоположение фиксируется в трех измерениях (X, У, Z). В этом случае Z — не атрибут, а элемент местоположения точки. Такой подход позволяет регистрировать данные в нескольких точках с одинаковыми координатами Хл Уn, например, при зондировании атмосферы или при определении объемов горных выработок. Истинные трехмерные представления позволяют: наглядно изображать (визуализировать) объемы; решать задачи, связанные с моделированием объемов; решать новый класс задач — разработка трехмерных ГИС; производить синтез трехмерных структур. Оба способа трехмерных представлений пространственной информации имеют несколько важных приложений: * проектирование инженерных и промышленных сооружений (шахты, карьеры, плотины, водохранилища); * моделирование геологических процессов; * моделирование трехмерных потоков в газообразных и жидкостных средах. В ГИС наряду с цифровыми моделями местности, которые, как правило, отражают статические свойства, широко используются динамические модели, например модель явления.

Трехмерные явления характеризуются несколькими свойствами: распределение, геометрическая сложность, топологическая сложность, точность измерения, точность представления. Распределение может быть непрерывное (например, поле поверхности) и дискретное (например, рудные тела). Топологическая сложность обусловливается связями внутри объекта. Например, составной объект состоит из таких же, но более мелких объектов одного класса. Смешанный объект включает несколько классов и состоит из более мелких неоднородных объектов. Геометрическая сложность зависит от типов кривых и геометрических конструкций. Точность представления определяет допуски при проектировании, изысканиях, научных исследованиях Точность измерения выражается допусками и погрешностью средств измерения. Применение трехмерных моделей позволяет строить новые модели и расширяет возможности ГИС как системы принятия решений. С использованием методов трехмерной графики можно по-новому решать задачи проектирования жилой застройки, размещения объектов бытового и хозяйственного назначения в муниципальных округах, создавать новые типы трехмерных условных знаков и т. д. Примером подобной разработки может служить ГИС Star informatic для решения задач городского планирования и задач урбанизации, разработанная специалистами из Бельгии и Великобритании (фирма Star).