3D vizualizace v GIS

Náplň cvičení

Úkolem je vytvořit 3D scénu (v ArcGIS Pro a ArcGIS Online) na podkladech dostupných GIS dat.
Scéna bude obsahovat:

rastrový model terénu

zjednodušené 3D modely budov (s výškami odvozenými z hodnot atributu)

3D modely vegetace (stromů, rozlišení min. dvou druhů)

3D model významného objektu (rozhledny)

Pracovní postup

Model terénu

výřez rastru z webové služby Geoportálu ČÚZK: služba IMAGE služba AGS - (DMR 5G) – nástroj Export Raster

nastavení rastru jako "Ground" v lokální scéně ArcGIS Pro

Zjednodušené modely budov

extrakce prvků z webové služby Geoportálu ČÚZK – nástroj Select (s nastaveným výběrem či rozsahem zobrazení)

zapsání výšek do polygonů s půdorysy stavebních objektů (konverze z typu XY do typu XYZ)

funkce extrusion (max height), expression: Ceil(Random()*10+15) nebo pocet_podlazi*4 – vytáhne polygon podél osy Z o náhodný počet metrů v rozmezí 16 až 25 metrů nebo o počet podlaží ×4 metry

volitelně přidat atribut "barva" s náhodnými hodnotami od 1 do 4 (barva fasády)
konverze geometrie z Polygon do Multipatch – nástroj Layer 3D to Feature Class (nástroj zapíše do databáze extrudované polygony jako 3D geometrii)

Vegetace

získání ploch s vegetací ve formě polygonů (extrakce prvků z webové vrstvy ZABAGED – Polohopis či ručním kreslením)
ve městě fungují dobře vrstvy "Okrasná zahrada, park (134)" nebo "Ovocný sad, zahrada (135)", mimo města pak např. "Lesní půda se stromy (142)"

rozmístění bodů s náhodnou polohou v ploše polygonů – nástroj Create Spatial Sampling Locations
parametry "Number of Samples" a "Min. Dist. Between Sample Points" odhadněte na základě hustoty výsledku (hodnotu nepřehánět, webová scéna je potom pomalá)

přidání číselného atributu "druh" rozlišujícího dva druhy stromu, které budou v 3D scéně rozlišeny odlišnými 3D modely
vyplnění atributu "druh" náhodnými hodnotami 1 a 2 – nástroj Calculate Field, expression: Ceil(Random()*2)
*volitelně: přidání číselného atributu "rotace" a jeho vyplnění náhodnými hodnotami azimutu (0 až 360°), tento atribut bude reprezentovat otočení modelu stromu, čímž scéně dodá na realističnosti

nastavení 3D bodové symboliky

nastavení 3D bodové symboliky je pouze pro ArcGIS Pro (pro případné rendery nebo animace) – při exportu na web budeme exportovat pouze body jako takové, ArcGIS Online má modely vegetace vlastní
~~konverze geometrie z Point do Multipatch – nástroj Layer 3D to Feature Class (nástroj zapíše do databáze bodovou 3D symboliku jako 3D geometrii)~~

3D model významného objektu

získání souboru s modelem (formáty .DAE, .DWG, .FBX, .GLB, .GLTF, .IFC, .OBJ, .USDC, .USDZ, event. .IFC), příkladový model (Petřínská rozhledna) zde: OBJ, MTL
import modelu do geodatabáze – nástroj Import 3D Files ~~nebo Import 3D Objects~~ (nastavit souřadnicový systém na S-JTSK 5514, ~~pozor na orientaci modelu – "Y is up"~~)
posun modelu na správné souřadnice – editační nástroj Move to (zjištění souřadnic finálního místa přes pravé tl. --> Copy Coordinates --> upravit formát, smazat mezery a písmena)

Export do webové scény

Budovy a rozhledna: konverze do formátu SLPK (balíček optimalizovaný pro zobrazení na webu) – nástroj Create 3D Object Scene Layer Content (nastavit souřadnicový systém na Web Mercator 3857 a správnou transformaci)

Stromy: je možné aplikovat stejný postup (konverze do formátu SLPK, 3D symbolika zvolená v ArcGIS Pro bude pevně zapsána jako 3D geometrie) NEBO je možné data publikovat jako bodovou vrstvu (bez konverze, symboliku bude možné zvolit ve webové scéně jako 3D bodový symbol)
publikace do ArcGIS Online (proveďte celkem 3×: 1-SLPK vrstva s rozhlednou, 2-SLPK vrstva se stavebními objekty a 3-bodová vrstva se stromy)

konfigurace a sdílení scény

Datové zdroje

geoportal.cuzk.cz
DMR 5G geoportal.cuzk.cz
RÚIAN geoportal.cuzk.cz
ZABAGED
3D model význ. objektu

Schéma pracovního postupu

graph TD
  A[("`**model terénu** 
  rastr [2m/px] 
  DMR 5G (ČÚZK)`")]
  B[("`**půdorysy budov** 
  polygonová třída prvků 
  RÚIAN (ČÚZK)`")]
  C[("`**lesní plochy** 
  polygonová třída prvků 
  ZABAGED (ČÚZK)`")]
  D[("`**podrobný 3D model budovy** 
  formát OBJ, FBX, DWG aj. 
  vlastní zdroj`")]

  E([Export Raster])
  F([Select])
  G([Select])
  H([Import 3D Files])

  I([Interpolate Shape])
  J(["`Create Spatial Sampling Locations`"])
  K(["Move To (Editing)"])

  L(["`Calculate Field<br>přidat atribut 'barva'`"])
  M(["`Calculate Field<br>přidat atribut 'druh'`"])

  N[rastr jako Ground Elevation Surface]
  O["`extruze<br>*pocet_pater×4* (nebo jinak)`"]
  P["`bodová 3D symbolika<br>(stromy)`"]

  Q([Layer 3D To Feature Class])

  R([Create 3D Object Scene Layer Content])
  S([Create 3D Object Scene Layer Content])
  T([Create 3D Object Scene Layer Content])

  U["*není nutné publikovat, web. službu už poskytuje přímo ČÚZK*"]
  V[publikace do ArcGIS Online]

  W[nová webová scéna]

  X([přidat vrstvy])

  Y[DMR5G]
  Z[budovy]
  AA[podrobný 3D model budovy]
  AB[stromy]

  AC(["nastavit symboliku podle atributu viditelnosti (a vhodnou barevnou stupnici)"])
  AD(["nastavit 3D symbol (případně náhodné natočení)"])

  AE([uložit scénu])
  AF([nastavit veřejné sdílení])


  A-->E
  B-->F
  C-->G
  D-->H

  E---->N
  E-->I
  F-->I
  G-->J
  H--->K

  I-->L
  J-->M
  K---->T

  L-->O
  M-->P

  N---->U

  O-->Q
  P--->S

  Q-->R

  R-->V
  S-->V
  T-->V

  V-->W

  W-->X

  X-->Y
  X-->Z
  X-->AA
  X-->AB

  Z-->AC
  AB-->AD

  Y--->AE
  AC-->AE
  AA--->AE
  AD-->AE

  AE-->AF

  click E "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/help/data/imagery/export-or-convert-raster-datasets.htm" _blank
  click F "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/analysis/select.htm" _blank
  click G "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/analysis/select.htm" _blank
  click H "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/import-3d-files.htm" _blank
  click I "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/interpolate-shape.htm" _blank
  click J "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/create-spatial-sampling-locations.htm" _blank
  click K "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/help/editing/move-a-feature-to-specified-location.htm" _blank
  click L "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/calculate-field.htm" _blank
  click M "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/calculate-field.htm" _blank
  click Q "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/layer-3d-to-feature-class.htm" _blank
  click R "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/create-3d-object-scene-layer-package.htm" _blank
  click S "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/create-3d-object-scene-layer-package.htm" _blank
  click T "https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/create-3d-object-scene-layer-package.htm" _blank
  click W "https://doc.arcgis.com/en/arcgis-online/get-started/get-started-with-scenes.htm" _blank

  classDef default fill:#00948522,stroke:#009485,stroke-width:3px;