Автор:
Jacynthe POULIOT, Frederic HUBERT, Canada, Chen WANG, China Claire ELLUL, UK and Abbas RAJABIFARD, Australia
Ключевые слова: 3D-кадастровая визуализация, пользователи, требования пользователей, удобство использования, моделирование, представление информации, 3D-среды, взаимодействие
АННОТАЦИЯ
3D-кадастр был исследован со многих точек зрения (в том числе юридических, организационных и технических). Однако на сегодняшний день мало исследований было сосредоточено конкретно на визуализации связанных аспектов, несмотря на добавленную стоимость третьего измерения. В статье описывается обзор прогресса, достигнутого, за последние пять лет в трехмерной кадастровой визуализации. Затем резюмируются обсуждения на семинаре 3D-Кадастр 2014 о будущих исследованиях и разработках по этой теме. Этот синтез дополняется широким обзором последних достижений в области 3D-визуализации за пределами 3D-кадастровой области с целью предоставления ряда важных направлений для дальнейшей работы, позволяющих исследователям, разработчикам и пользователям консолидировать свою соответствующую деятельность и поощрять сотрудничество.
1. ВВЕДЕНИЕ
Интеграция третьего измерения (3D) в кадастровые системы уже была признана рядом специалистов в научных и профессиональных сообществах как ценная для совершенствования нынешней практики землепользования, городского планирования и сделок с недвижимостью (см. Семинары 3D-кадастра, возглавляемые van Oosterom et a, 2001; 2011; 2012; 2014). В рамках этого более широкого портфолио исследований трехмерные кадастровые системы порождают новые вопросы по теме визуализации связанных данных и информации. Это особенно важно, поскольку 2D-карты и планы во многих случаях недостаточны для представления географических явлений и поддержки принятия решений, связанных с землей и собственностью. Ключевой вопрос, однако, заключается в том, могут ли 3D-системы визуализации быть адаптированы к 3D-кадастру. На первый взгляд может возникнуть желание ответить да
. Однако на самом деле ответ является сложным, поскольку требует более глубокого изучения особенностей, характерных для кадастровых систем. К ним относятся используемая модель данных (2D, 2.5D или 3D), потребности пользователей и поведение при принятии юридических решений, связанных с 3D-пространством, взаимодействия пользователей с 3D-системами, дополнительной функциональностью анализа и уровнем приемлемости систем.
В этой статье авторы представляют обзор текущих и будущих исследований в области 3D-кадастровой визуализации, чтобы помочь исследователям, разработчикам и пользователям в планировании и структурировании исследований и разработок, а также содействовать сотрудничеству между группами. После краткого резюме результатов предыдущих семинаров по 3D-кадастровой системе представляется обзор текущих исследований трехмерных кадастровых систем, в которых основное внимание уделяется аспектам визуализации и взаимодействия. Основываясь на обсуждениях на семинаре 3D-кадастра 2014 года и дополнительном обширном обзоре литературы по 3D-визуализации, освещаются потенциальные исследования и тенденции применения, основываясь как на трехмерных кадастровых исследованиях, так и на работе в смежных дисциплинах. Эта статья является третьим позиционным документом о 3D-кадастровой визуализации (Pouliot, 2011; Pouliot and Wang, 2014).
2. ПРЕДЫДУЩИЕ СЕМИНАРЫ ПО 3D КАДАСТРУ
Семинар трехмерных кадастров организован Международной федерации геодезистов (FIG) Комиссией 3 (Управление пространственной информацией) и Комиссией 7 (Управление кадастром и землеустройством) и теперь находится в пятом издании (2001, 2011, 2012, 2014, 2016). Эти семинары были отличными возможностями для исследователей и практиков поделиться опытом и знаниями. Хотя в данной статье основное внимание уделяется самым последним событиям и проблемам, многие соображения, определенные на предыдущих семинарах, по-прежнему актуальны. Здесь дается краткое изложение ключевых тем, а дальнейшие подробности можно найти в Fendel (2002), Pouliot (2011), Banut (2011) и Pouliot and Ellul (2014).
В ходе семинаров продолжалось обсуждение потребностей пользователей с растущим пониманием их важности с новыми исследованиями потребностей пользователей в последние годы, в частности актуальностью 3D Кадастра для поддержки принятия обоснованных решений. Первоначально тип пользователей был ограничен специалистами, но в 2011 году этот охват расширился до широкой общественности, и в 2014 году ему будет уделяться дополнительное внимание.
Также обсуждались дискуссии о том, что представлять в 3D-системе, как моделировать и представлять данные. На каждом семинаре была рассмотрена необходимость полного представления 3D-геометрии: достаточно ли 2D-карт? В 2001 году 3D считался важным в городах в частности, хотя технические проблемы, связанные с 3D-визуализацией, сделали это сложным. Аналогичное понимание было выражено в 2011 году, хотя потребности пользователей были включены в эту дискуссию. В ходе дебатов как в 2011 году, так и в 2014 году, основное внимание также уделялось важности представления не только физических, но и правовых объектов. А в 2014 году необходимо провести различие между частными и государственными землями и модельными пространственными отношениями наряду с потенциалом для ссылки на дополнительную информацию, например PDF-документы в 3D-геометрию.
Технология и внедрение – третья тема для обсуждения. Новые веб-технологии были сосредоточены как на 2011, так и на 2014 году, например, на веб-сайтах и веб-сервисах, и в 2014 году также необходимо было сосредоточить внимание на взаимодействии с пользователем. Решения с открытым исходным кодом были определены как имеющие потенциальную актуальность в 2011 году; технологические тенденции, обозначенные как релевантные в 2014 году, также включали трехмерную печать и дополненную реальность. Наконец, в 2011 и 2014 годах, отражающих тенденции в геопространственной информации, была также рассмотрена актуальность краудсорсинга.
3. ТЕКУЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ В 3D КАДАСТРЕ
Из более чем 100 работ, найденных в литературе по 3D-Кадастру с 2011 года, менее 15 публикаций сосредоточены на визуализации. Интересно, однако, хотя 3D-кадастровые семинары сосредоточены на всех аспектах кадастра, а не только на визуализации, в литературе визуализации появляются похожие ключевые темы: важность пользователей, как моделировать и представлять информацию, а также существующие и будущие технические варианты реализации.
3.1 Пользователи, пользовательские требования и удобство использования
Как отмечалось выше, исследователи демонстрируют растущее понимание того, что пользователи должны участвовать в разработке и исследовательской деятельности для кадастровой трехмерной визуализации (Shojaei et al, 2013; Pouliot et al., 2014; Stoter et al, 2013; Wang et al, 2016). Две исследовательские группы, одна в Канаде (под наблюдением Pouliot) и другая в Австралии (под руководством Rajabifard), специально изучили требования пользователей к системам 3D Кадастра. Конечными пользователями, ориентированными на две исследовательские группы, были руководители правительственных и муниципальных органов власти, отвечающие за обслуживание системы управления земельными ресурсами, а также юристы и нотариусы, землеустроители, архитекторы, корпоративные владельцы (руководители зданий). Трехмерная визуализация кадастровых данных в основном облегчает понимание границ владения (например, конкретный 3D-участок, понимание пространственных отношений с соседними земельными участками и выделение частных и общих частей в квартирах многоквартирных домов). Исследования также показывают, что пользователи стремятся узнать о конкретных преимуществах использования 3D-визуализации (Boubehrezh, 2014).
3.2 Моделирование и представление информации
Любое исследование 3D-кадастровой визуализации должно учитывать как пространственные (2D, так и 3D) и не пространственные (атрибутные или семантические) данные, а также топологические отношения. Геометрия может быть растровой или векторной и будет включать как реальную геометрию, так и информацию о SSS (права, ограничения и обязанности). Кроме того, данные, используемые в 2D-кадастре, должны быть действительны для 3D-визуализации. В доменной модели управления земельными ресурсами (ISOTC 19152-LADM, 2011) представлен более подробный список кадастровых данных.
Учитывая большое разнообразие геометрических и семантических объектов в трехмерной кадастровой системе, неудивительно, что существует множество различных группировок данных. Хотя Isikdag et al (2015) различает только физические и виртуальные объекты. Aien et al (2013), Shojaei et al (2013, 2014), Pouliot (2011), Wang et al (2012) и Wang (2015) предлагают, что для кадастровой трехмерной визуализации необходимы три типа пространственных объектов: границы физического объекта, границы юридического объекта и границы зон внутри схем планирования, и другие официальные документы городского планирования. В дополнение к этому, Doner et al (2011), Guerrero et al (2013), Guo (2013), Jeong et al (2012), Pouliot et al (2015), Shojaei et al (2013) и Vandysheva et al (2012) предлагают визуализацию подпольных (юридических) объектов.
Принимая иной подход, Томпсон и др. (2015) использовали концепцию пространственных единиц, предложенную LADM для моделирования и визуализации. Группировки включают в себя: 1) уровень геометрического кодирования (текстовый, геометрический [точечный, линейный, многоугольный или сплошной] и топологический); 2) типы пространственных объектов реального мира; и 3) геометрическое представление.
Некоторые авторы утверждают, что для управления и, следовательно, визуализации в кадастровой системе время должно быть частью явных данных (Doner and Biyik, 2013; Siejka et al, 2013; van Oosterom and Stoter, 2010).
Разнообразие данных также влияет на исследования в области визуализации и передачи трехмерной кадастровой информации. Рассмотрение 3D-кадастровой визуализации как прикладной области геовизуализации представляет собой возможность применения эпистемологии и знания этой дисциплины. Например, модель трубопровода (Haber and McNabb, 1990) подразделяет процесс визуализации на поиск данных, визуальное отображение и процесс рендеринга; Voigt и Polowinski (2011) классифицировали самые последние статьи, найденные в литературе по визуализации 3D Кадастра, на этих трех этапах.
На сегодняшний день очень немногие исследователи обратились к символизации с точки зрения семиотики графики; однако Pouliot et al (2014) и Wang et al (2012), анализируют производительность визуальных переменных и пересматривают картографические основы, чтобы отвечать требованиям трехмерной визуализации юридических единиц. Совсем недавно Wang et al (Wang et al., 2015) исследовали прозрачность в 3D-кадастровой визуализации, продемонстрировав, что это полезно, чтобы помочь пользователям разграничить единицы собственности (административные границы) с помощью своих физических коллег (например, стен).
3.3 Технические решения – 3D-среды и взаимодействие
В настоящее время исследования в области 3D-кадастровой технологии можно разделить на два аспекта: создание 3D-кадастрового прототипа и исследование взаимодействия.
3.3.1. Прототипы 3D-кадастровой системы
Кадастровые прототипы системы включают в себя сетевые и настольные системы, причем оба они фокусируются на усовершенствованиях программного обеспечения, которое уже поддерживает трехмерную визуализацию. В контексте веб-систем Shojaei и др. (2014) создана веб-система 3D-кадастровой визуализации с полным обзором требований к функциональной визуализации и применимости платформ 3D-визуализации. Aditya и др. (Aditya et al., 2011) разработали два прототипа веб-карты 3D Кадастра на основе KML с Google Earth и X3D с помощью ArcGIS онлайн соответственно. Дополнительные визуализации основаны на настольной версии Google Планета Земля. Например, Shojaei и др. (2012) разработали систему 3D-визуализации на основе данных Google Earth для 3D ePlan / LandXML, которые будут использоваться в ситуациях перекрытия свойств. Oliveres Garcia и др. (2011) объяснили, как использовать KML и Google Earth для визуализации объемного представления единиц собственности в кондоминиумах. Ribeiro et al (2014), протестировал CityEngine (настольный инструмент) для использования в визуализации 3D Кадастра.
3.3.2. Взаимодействие – выбор объекта и другие функции
Возможность выбора и, следовательно, взаимодействия с объектами в 3D-среде имеет основополагающее значение для успеха любой 3D-системы (Bowman et al, 2012), и это было исследовано Shojaei (2014), который продемонстрировал использование красного прямоугольника для выделения выбранного объекта. В российском прототипе (Vandysheva et al, 2012) пользователи могут вытащить 3D-модель пола вместе с 2D-планом всего здания, чтобы преодолеть проблемы, связанные с окклюзией.
Кроме того, некоторые прототипы визуализации позволяют осуществлять навигацию пользователя, поиск объектов и запрос атрибутов (т. е. шаг за выбором); эти прототипы включают один из Кореи (Jeong и др., 2011) и прототип визуализации, построенный на CityEngine (Ribeiro et al, 2014). Следуя еще одному шагу, Navratil и Fogliaroni (2014) предложили новую модель для анализа 3D-видимости, которая объединяет данные 3D Кадастра в контексте городского планирования.
3.4 Резюме текущих исследований
Как видно из отчетов рабочих совещаний и обзора, представленного здесь, в последние годы был достигнут прогресс в области трехмерной кадастровой визуализации. Например, с точки зрения того, что моделировать, все группы соглашаются о важности включения не только физических объектов, но и правовых границ и вспомогательных данных для целей визуализации 3D Кадастра.
Несмотря на раннее выявление этой проблемы, проблема картирования двумерных или трехмерных правовых границ, которые физически не существуют, еще не преодолена, и, насколько нам известно, инновационное решение не появилось из исследования. Визуализация невидимых или виртуальных объектов, таких как правовые границы, может быть исследована с той же исследовательской точки зрения подземных объектов, визуализация которой, в свою очередь, была идентифицирована как недостаток существующих систем Shojaei и др. (2014).
В то время как современные системы, такие как CityEngine, существуют, Ribeiro et al (2014) отмечает крутизну кривой обучения, необходимой для их эксплуатации, что делает их, возможно, непригодными для многих групп пользователей, определенных во время различных семинаров, как технических экспертов, так и членов общественности.
Таким образом, ключевые вопросы, касающиеся требований пользователя, полезности, моделирования и технической реализации 3D-кадастровой визуализации, еще не получили ответа, и реальная ценность, полученная в результате применения 3D-визуализации для 3D Кадастра, еще не полностью выполнена. В следующем разделе рассматривается ряд направлений исследований, которые могут помочь 3D-кадастровым системам полностью реализовать свой потенциал.
4. БУДУЩИЕ НАПРАВЛЕНИЯ
Трехмерная визуализация используется не только в контексте кадастровых приложений; существует обширная литература из других дисциплин, связанных с 3D-визуализацией и 3D-геовизуализации (Dykes et al, 2005; ICA, 2015). Связанные области исследований также включают визуализацию информации (Ware, 2012), когнитивную науку (Ware and Plumlee, 2005, см. ICSC 2015), взаимодействие человека и компьютера (Popelka and Dolez, 2015) и 3D Gaming.
Используя дискуссии, которые были проведены на семинаре 3D-кадастра 2014 года в качестве отправной точки, и, следуя основным темам, которые возникли как из рабочих совещаний, так и для обзора текущей трехмерной кадастровой литературы визуализации, обобщенной выше, авторы провели обширный обзор литературы по этим темам, определяющие новые тенденции исследований, которые также будут полезны для трехмерной кадастровой визуализации.
4.1 Пользователи, пользовательские требования и удобство использования
Вдохновленный стандартизацией ISO, IEC и IEEE по оценке качества, по этой статье рассматриваются три связанные темы: осуществимость, полезность / удобство и приемлемость. Вопросы осуществимости относятся к техническим условиям исполнения (техническим, временным, бюджетным). Вопросы полезности / удобства использования охватывают решения, которые предназначенные для пользователей могут понять и найти полезными для принятия решения. Вопросы приемлемости включают коллективные и правовые факторы принятия, например, если решение соответствует общепринятой практике, утвержденным стандартам или законам.
4.1.1. Полезность и удобства использования
В этом контексте удобство использования относится к техническим аспектам визуализации (Bleisch, 2012; Landauer, 1995), тогда как полезность касается того, делает ли он то, что нужно пользователю. Удобство использования решения может не гарантировать его полезности, и есть возможности, что полезный инструмент визуализации был бы совершенно бесполезен в реальной жизни (Greenberg & Buxton, 2008).
Отправную точку для понимания полезности трехмерной визуализации можно оценить из куба геовизуализации MacEachren & Kraak (2001). Они предложили три оси для оценки геовизуализации: 1) пользователь или аудитория (общественность для экспертов), 2) взаимодействие (от низкого до высокого) и 3) информационный контент (неизвестный известному). С точки зрения кадастра полезность также может быть сопоставлена с концепциями многоцелевого кадастра, которые обсуждаются несколькими авторами, такими как Дейл и Маклафлин (1999) и Уильямсон и др. (2008); или с пригодностью для этой цели (Enemark et al, 2014). Добавление к этим основным требованиям также требует сбора пользовательских требований для сопоставления по требованию, работы с различными сообществами пользователей и создания различных профилей пользователей (Gould и Chaudhry, 2012).
Исследования удобства использования (часть исследований взаимодействия человека и компьютера), такие как эвристические оценки, когнитивных происхождений (Neilsen, 1995) и исследований с использованием пользовательского тестирования и совместной оценки (Jacobsen, 1999), также являются основополагающими.
4.1.2. Приемлемость
Приемлемость включает коллективные, политические и правовые факторы принятия: соответствует ли решение обычной практике, утвержденным стандартам или законам. Применение дизайна, ориентированного на пользователя (которое ставит пользователя в центре любого процесса проектирования) в исследовании визуализации 3D Кадастра, что поможет дизайнеру понять требования пользователей. Кроме того, он готовит пользователя к новым решениям визуализации с самого первого этапа работы и дает преимущество, тесно сотрудничая с пользователями, сможет дать разработчикам трехмерных кадастровых систем немедленное понимание возможности их предлагаемых подходов. Например, настольная система может создавать технические проблемы в организации с ограниченным опытом в области интернет-технологий.
4.2 Моделирование и представление информации
Задачи в этом разделе представляют собой ключевой конфликт в трехмерной кадастровой визуализации. Как отмечалось выше, существует потребность в моделировании широкого спектра сложных реальных и виртуальных объектов в любой 3D-кадастровой системе. Это резко контрастирует с необходимостью представить простую, понятную визуализацию конечным пользователям любой системы. Ряд исследовательских областей в области геоинформационной науки и за ее пределами могут помочь в решении этой проблемы.
4.2.1. Улучшение 3D-среды – обобщение, множественные представления, управление окклюзией.
Исследование трехмерного обобщения было проведено несколькими авторами, включая Мэнга и Форберга (2007), Fan et al (2009), Glander and Dollner (2009) и Mao et al (2011). Как и в случае двумерного обобщения, ключевая цель здесь - предоставить визуализацию, которая соответствует конкретным потребностей пользователя, подчеркивая ключевые функции и удаляя или агрегируя другие (Robinson et al, 1995). Важен также вопрос уровня детализации (LoD), предложенный CityGML (Kolbe 2009), и формализация LoD (Biljecki et al., 2014). Существует потребность в концепции LoD, которая выходит за рамки визуализации 3D-здания и интегрирует визуализацию невидимых объектов или границ или их соответствующих SSS. Работа Gruber et al. (2014), применяя LoD для немецкого кадастра, является первым шагом в этом направлении.
Трехмерное обобщение и LoD обычно являются статическими, то есть процесс выполняется один раз. Однако наличие нескольких представлений одного и того же объекта также может быть адаптировано для преодоления проблем окклюзии в трехмерной среде, то есть объектов, которые не позволяют пользователю визуализировать или выбирать объект, представляющий интерес. Усовершенствованные методы, такие как изменение направления просмотра и подсказки глубины, могут увеличить пространственное осознание зрителя; Elmqvist и Tsigas (2008) представляют обзор 50 методов в этой области, включая несколько видовых экранов и виртуальных рентгеновских инструментов. В связи с этим Zhang et al (2016) применяют некоторые методы обобщения (включая смещение зданий), чтобы обеспечить визуализацию интересующих объектов, таких как дорога без окклюзии. Fogliaroni и Clementini (2014), и Billen и Clementini (2006) применяют множественную технику просмотра, разбивая 3D-пространство, чтобы моделировать видимость между 3D-объектами.
4.2.2. Геоизоляция, визуальная аналитика и большие данные
Как отмечалось выше, исследование геовизуализации может дать полезную информацию о визуализации в трехмерных кадастровых системах, поскольку эта область исследований включает в себя глубокое понимание того, как пользователи понимают пространственные данные, а также связанные с ними проблемы, таких как выбор цвета и символа. В последнее время этому исследованию уделяется дополнительное внимание необходимостью улучшить визуализацию огромного объема данных (Большие данные
). Прямое отношение к 3D-кадастровым системам – это работа Olshannikova et al (2015), в которой рассматривается возможность интеграции больших данных в различные расширенные и виртуальные среды. Li et al (2015) также представляет 3D-глобус, способный отображать несколько типов данных из города Шэньчжэнь.
В дополнение к этому, исследование других методов визуального улучшения в трехмерной кадастровой среде должно быть реализовано с целью использования работы Metral et al (2012) и Shojaei et al (2013) по использованию текста для аннотации, работы Trapp et al (2011), который добавил новый символ стрелки над оригинальным символом, чтобы привлечь внимание пользователя, и работу Turkay и др. (2014), которые представляют концепцию подписи атрибута, чтобы помочь визуальный анализ географических наборов данных. Наконец, адаптация интерфейсов и взаимодействий к контексту использования в соответствии с профилями пользователей, их среда (физическая или социальная) и платформа (аппаратное или программное обеспечение), как предлагается в области, называемой пластичностью пользовательских интерфейсов, также могут представлять интерес для кадастровых приложений (Lacoche et al, 2015).
4.3 Технические решения – 3D-среды и взаимодействие
Две темы, затронутые в этом разделе, на самом деле тесно связаны, поскольку выбор окружающей среды, веб-виртуальной реальности, дополненной реальности или полного погружения, в свою очередь, будет влиять на то, как пользователь может взаимодействовать с окружающей средой и объектами внутри нее. Трехмерные кадастровые исследования в обеих этих темах также могут быть расширены, включая исследования в более широкой области информатики и, в частности, 3D-игр.
4.3.1. Отображение трехмерных данных
Подходы здесь варьируются от доступных на стандартном настольном компьютере или мобильном устройстве, таких как планшет (без погружения в окружающую среду), через дополненную реальность (частичное погружение) в те, которые требуют особо специализированного оборудования (полное погружение), что в свою очередь, может быть очень дорогостоящим.
Веб-трехмерная визуализация
В дополнение к 3D-кадастровым прототипам, упомянутым в разделе 2, другие исследователи также экспериментируют с WebGL, который является стандартом для 3D-графики в Интернете, который предоставляет интерфейс JavaScript для оборудования 3D-графики на машине ( Parisi, 2012). Он стал языком программирования для 3D-графики в Интернете, позволяющим разрабатывать полностью настраиваемый программный пакет 3D (Evans et al., 2014).
Пример этого можно найти в Milner и др. (2014), которые представляют веб-ГИС с поддержкой 3D с полной функциональностью выбора и редактирования. Resch и др. (2014) использовали WebGL для создания веб-приложений 3D + визуализацию времени для морских геоданных, а Chaturvedi et al (2015) представляют веб-виртуальный глобус, способный интегрировать и отображать очень большие семантические 3D-модели городов, разработанные с Цезий, библиотека JavaScript с открытым исходным кодом для 3D-глобусов и карт. Ferraz and Santos (2010) объединяют средства Spatial OLAP с виртуальными глобусами для облегчения поиска и исследования многомерных данных (т. е. тематических, временных и пространственных данных) на трехмерных картах.
Дополненная реальность
Работа над расширенной реальностью в геовизуализации исследователей, включая Дуината и Даниэля (2013), ван Кревелена и Поэльмана (2010), Park et al (2015), Pierdicca et al (2016), Schall et al (2013), Lee et al (2012), и Hugues et al (2011), указывает, что она также может быть полезна для трехмерных кадастровых систем.
Иммерсивная виртуальная среда
Исследование включает в себя расширение интерактивного обучения рискам паводков с помощью 3D CAVE (Philips и соавт. 2015 г.) и отображение 3D виртуальных сред на стенах (CAVE2), где CAVE представляет собой среду для погружения в размер комнаты.
Другие захватывающие и интерактивные работы касаются голографических технологий, включая Zebra Imaging, Musion (http://musion.com), Leia 3D и Holusion (http://holusion.com/fr). В контексте геовизуализации, первая голографическая карта была выпущена в 2011 году DARPA в программе Urban Photonic Sandtable Display
в сотрудничестве с Zebra Imaging. Объединение этих новых голографических технологий с 3D кадастровые объекты можно рассматривать как привлекательное средство для частных или государственных учреждений, способствующих развитию кадастровых систем, хотя расходы означают, что они недоступны для повседневного пользователя.
4.3.2. Взаимодействие – перемещение в 3D-мире
Традиционно взаимодействие с 3D-кадастровыми системами происходит через экран и мышь. Это в значительной степени связано с широкой доступностью и низкой стоимостью этих инструментов (Ortega et al, 2016). Однако, эти возможности имеют недостаток, заключающийся в том, что они не обеспечивают легкий доступ к 6 степеням свободы (3 * оборота и 3 * перевода (Kub et al, 2016), необходимые для трехмерного взаимодействия. Возможно, стоит рассмотреть ряд инструментов, обычно связанных с 3D-играми, а также с новыми вариантами взаимодействия. К ним относятся (от Ortega и др., 2016): клавиатуры и мыши, контроллеры, такие как Nintendo Wii, джойстики, инерциальные сенсорные устройства (например, комбинация гироскопов и акселерометров на смартфоне) и дисплеи на головке, такие как Oculus Rift или Google Glass.
Связанное исследование удобства использования может помочь выбрать режим взаимодействия для трехмерных кадастровых систем. Например, Farhadi-Niaki et al (2013) сравнивают взаимодействие статических и динамических жестов, а также гаптические опции (тактильную мышь) в качестве интерфейсов к 3D-играм, заключая, что статические жесты выполняются лучше с точки зрения времени, точности и естественности, в то время как 3D-мышь была проще в использовании, но вызвала большую усталость. Кроме того, есть обширные исследования удобства использования, изучающие конкретные задачи, которые пользователи выполняют в 3D среды, включая выбор объектов, получение информации об объектах, сбор новых данных и перемещение по окружению. В исследовании, которое, возможно, близко к потребностям трехмерных кадастровых пользователей, Cashion et al (2012) рассмотрел выбор объектов в контексте динамичных и плотных сред, заключив, что подход, основанный на лучевой кастинге, такой как предоставляемый Wii remote , лучше всего подходит для статических сред с низкой плотностью. Однако для сцен с высокой плотностью подход расширить
, когда пользователю предлагается сетка возможных целей после того, как луч был включен, более эффективен.
Сосредоточив внимание на среде смешанной геометрии / атрибута, которая отражает трехмерную кадастровую ситуацию, Jankowski и Decker (2012) представили сравнение двух режимов взаимодействия с 3D-данными в Интернете, где гипертекстовая и трехмерная графика смешиваются. Они экспериментировали с маркировкой и аннотированием трехмерных интерактивных иллюстраций в трех настройках: аннотации, прикрепленные к объектам с использованием полупрозрачных фигур, расположенных в тени объектов, или с областями, показывающими разделяемую 3D-модель и текст. Они заключают, что последний метод лучше всего подходит для длинного текста, так как пользователи могут исследовать сцену без прерывания текста. Первый вариант лучше всего подходит для коротких текстов, результат напрямую переносится на 3D-кадастровые интерфейсы. Они также описали исследование двух режимов взаимодействия для путешествия
, перемещения вокруг 3D VE, простого режима, когда пользователь может щелкнуть гиперссылки в 3D-представлении и перейти к фиксированным точкам обзора; и расширенный режим, когда пользователь может свободно исследовать, заключая, что возможность обмена между режимами, как требует пользователь, обеспечивает наиболее эффективный интерфейс.
4.4 Вне 3D-визуализации – Интеграция времени
Адаптация 2D-визуализации и взаимодействия на основе времени может представлять интерес для предложения новых временных кадастровых данных, основанных на времени. Пространственно-временный куб – это хорошо известное приложение, объединяющее временные ряды в качестве третьего измерения с 3D-картами (Kwan and Lee, 2004). Эта трехмерная среда также в основном используется для визуализации и анализа временной информации в пространстве для движения данных (Kraak 2003). Отображение временного разделения посылок может быть легко достигнуто (фургон Oosteroom and Stoter 2010) и временные взаимодействия в таком пространстве-времени куба уже изучен Bach et al 2014). Ringmaps – это способ взаимодействия с данными в порядке для визуализации временных рядов, а Zhao et al (2008) представляют различные представления временных рядов с точки зрения геовизуализации с особым упором на этот подход. Wu et al (2015) также интегрировать Ringmaps в их анализ голландских температурных данных. Для взаимодействия, методы временной навигации путем прямой обработки предназначены для 2D и 3D среды (Kondo and Collins, 2014; Wolter et al, 2009).
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обзор литературы, относящийся к трехмерной кадастровой визуализации, показывает, что темы варьируются от идентификации и характеристики кадастровых данных, до символизации и реализации визуализации. Данные, которые нужно визуализировать, должны быть связаны не только с физическими объектами, но прежде всего с юридическими границами, которые могут варьироваться от границы участков, сервитутов, ограничений и от различия между общими и частными свойствами. Визуализация невидимых или виртуальных объектов, таких как правовые границы, может рассматриваться с одной исследовательской точки зрения как подземный объект. В то время как было разработано много трехмерных кадастровых прототипов, особенно на основе Интернета, и различные конференции 3D-семинаров способствовали обмену опытом для публикации исследований, связанных с 3D Кадастром, по-прежнему существует потребность в диверсификации исследовательских областей, рассматриваемых с целью расширения аудитории и, следовательно, распространять проблемы и инновации 3D-кадастровой визуализации.
Первая попытка сделать это была представлена в этой статье, которая включает в себя литературу из взаимодействия человека и компьютера, исследования удобства использования, 3D-игры и аналогичные источники. Тем не менее, важно также отметить, что в контексте 3D Кадастра существует потребность в конкретной визуализации, удобства использования и исследованиях взаимодействия. Основные отличия от других доменов включают в себя тот факт, что пользователи 3D Кадастра могут не использовать программное обеспечение самостоятельно, но вместо этого будут использовать его в сочетании, например, с подготовкой отчета. Это контрастирует со стандартными игровыми контекстами, принятыми в подходах к взаимодействию и исследованиях, описанных выше, которые предполагают, что пользователь будет играть в игру в отрыве от других задач. Таким образом, например, многие игровые консоли, которые должны удерживаться обеими руками, не будут очень полезны для взаимодействия с 3D-кадастровой системой при написании отчета. Большая часть исследований также проводится в VE с небольшим количеством объектов, а не тысяч зданий и других сложных данных, которые могут отображаться в трехмерной кадастровой системе. В рамках 3D-кадастра существует потребность в обширной текстовой информации (семантике) для просмотра в сочетании с любой 3D-геометрией (т. е. семантикой, ссылками на другие документы). Кроме того, и в отличие от многих других 3D-проектов, карты (и связанные с ними картографические принципы) существуют уже около тысячи лет, а 2D-карты и вертикальные профили по-прежнему воспринимаются как ценные решения и не должны исключаться из каких-либо исследований.
Таким образом, в то время как системы 3D-визуализации являются зрелыми, исследования и разработки, связанные с удобством использования и приемлемостью, отсутствуют в контексте пользователей кадастра. Чтобы понять специфические потребности пользователей 3D-кадастра, исследователи должны встречаться с профессиональными конечными пользователями и привлекать их к повседневной деятельности. Это имеет основополагающее значение для обеспечения того, чтобы любые предлагаемые системы были успешными не только с точки зрения удобства использования, но и с точки зрения приемлемости и осуществимости. Необходимо участие более широкого спектра кадастровых пользователей, например, городских планировщиков или широкой общественности. Таким образом, нам нужно продвигать 3D Кадастр очень понятным образом (например, через видео, игры). Например, мы могли бы создавать витрины, демонстрирующие добавленную стоимость (для профессионалов, широкой общественности, государственных органов). Мы также должны лучше определить, что назвать трехмерным продуктом
, поскольку во многих отношениях термин 3D Кадастр
слишком широк, тогда как термин 3D-сертификат локализации
– это нечто ощутимое, которое легко понять. Интеграция системы визуализации в юридический документ, такой как документ или название, которое хорошо известно кадастровым экспертам, несомненно, будет способствовать уменьшению когнитивного скачка, необходимого для понимания цели 3D-системы. Нам также необходимо участвовать в образовательных программах, чтобы помочь практикам адаптироваться к новым реалиям и технологиям и, в частности, обеспечить участие студентов-студентов в процессе их профессионального развития. Это новое поколение граждан и профессионалов гораздо лучше осведомлено о технологиях, и уровень приемлемости новых решений, вероятно, выше. Продвижение оценки качества, повышение уверенности в 3D-продукте и известность ограничений также являются важными аспектами визуализации. Нам нужно понять, как это сделать, и в то же время не слишком усложнять визуальный интерфейс и программную систему. Участие в комитетах по адаптации законов и правил, вероятно, необходимо. Мы, специалисты в области пространственной обработки данных и визуализации, должны быть частью этого шага.
Был ли достигнут прогресс с 2011 года в отношении визуализации 3D Кадастра? Понятно, что было найдено больше литературы, связанной с созданием 3D-моделей Кадастра по сравнению с 2D-представлением. Но, реализованы ли 3D-модели, визуализируются и интегрированы в повседневные обязанности участников по управлению земельными ресурсами? Наш анализ показывает, что это еще не так, хотя были предприняты большие усилия для увеличения участия пользователей. Изменение привычек - долгий процесс, и его необходимо решать шаг за шагом. Это особенно относится к такой области, как кадастровая заявка, которая включает правовую основу, применяемую к свойствам / владению / правам и, следовательно, к человеческим ценностям. Несмотря на эти проблемы, реальность является трехмерной, как и любое принятие решений, связанных с ней, поэтому важно, чтобы визуализация мигрировала в 3D. Концепция «пространственно разрешенного общества», представленная Steudler и Rajabifard (2012), безусловно, является интересной основой для рассмотрения в этом направлении.
ЛИТЕРАТУРА