اولین جعبه ابزار صندوقچه قرمز رنگ Arc Toolbox ، جعبه ابزار 3D Analyst tools است که خود به 9 دسته کلی تقسیم شده است و هر کدام نیز شامل چندین زیر مجموعه و ابزار است. از مهمترین کاربردهای این جعبه ابزار، تولید انواع نقشه‌های سه‌بعدی از لایه‌های ارتفاعی، انجام انواع آنالیزها و تحلیل‌های سه‌بعدی، تبدیل فرمت این لایه‌ها به سایر فرمت‌های GIS، ارزش‌دهی مجدد به لایه و…. است. همانطور که اشاره شد وجود بعد سوم در این لایه‌ها، عامل تفکیک ابزارهای این جعبه ابزار از سایر آنها شده است. تحلیل‌های سه بعدی، اساس و شالوده طرح‌های کاربردی و توسعه‌ای، در GIS است و GIS سه بعدی یعنی ساخت مدل‌های ارتفاعی. البته لزوما بعد سوم در نقشه‌ها، فقط ارتفاع نیست، چون نقشه‌های ارتفاعی میتوانند مبنایی برای تهیه سایر نقشه‌هایی شده که بعد سوم در آنها وجود دارد. بعد سوم در نقشه‌های تولید شده از مدل‌های ارتفاعی میتواند نمایانگر: شیب، جهت شیب، درجه روشنایی، تراکم، فاصله، تن رنگ و……باشد که هر کدام از این نقشه‌های تولیدی کاربردهای زیادی دارد. قبل از معرفی جعبه ابزارها لازم است که با ساختار دو نوع از داده‌های مورد استفاده در اکثر این جعبه ابزارها آشنا شوید. دو نوع از رایج‌ترین لایه‌های ورودی در GIS برای انجام تحلیل‌های سه بعدی، لایه رستری DEM و لایه برداری (وکتوری) TIN است که البته در GIS قابلیت تبدیل این لایه‌ها به یکدیگر نیز وجود دارد.
DEM :
واژه تخصصی برای نامیدن لایه‌های ارتفاعی، (Digital Elevation Model) DEM است و فرمت آن رستر است. DEM ها از یک شبکه منظم رستری به وجود می‌آیند، شبکه رستری که در مرکز هر سلول (پیکسل) آن، عدد مربوط به ارتفاع وجود دارد.کوچکترین واحد تشکیل دهنده فایل های رستری پیکسل ها هستند و فایل های رستری متشکل از سطر ها وستون هایی منظم اند که از این پیکسل های هم اندازه و هم شکل به وجود آمده اند. کیفیت و وضوح این شبکه رستری هر چقدر بیشتر باشد DEM حاصله نیز دارای جزییات و قدرت تفکیک بیشتری خواهد بود.
TIN :
TIN نوعی DEM است ولی با فرمت برداری نه رستری.برخلاف DEM که از یک شبکه منظم رستری به وجود می آیند،TIN ها مبتنی بر شبکه نامنظم مثلثاتی هستند. از هر نوع عارضه نقطه ای،خطی و … مثل نقاط ارتفاعی به دست آمده از نقشه برداری زمینی،داده های GPS ،خطوط منحنی میزان که دارای عدد ارتفاعی هستند،میتوان در ساخت TIN استفاده کرد.حتی بعضی از عوارض دو بعدی هم میتوانند در تولید TIN نقش داشته باشند. مثلا خطوط مربوط به شبکه آبراهه ها،خط الراس ها،خط القعر ها،جاده ها،و داده های سطحی نظیر دریاچه های طبیعی و مصنوعی،نقاط مربوط به حلقه چاه ها و……همه و همه میتوانند در ساخت بهتر و دقیق تر TIN مورد استفاده قرار گیرند.
مقایسه مدل ارتفاعی DEM و TIN
امروزه استفاده از هر دوی این مدل ها برای تهیه نقشه ناهواری و تجزیه و تحلیل آن مرسوم است و همانطور که اشاره شد قابلیت تبدیل این مدلها به یکدیگر نیز وجود دارد.ولی شاید این سوال مطرح شود که کدام مدل برای نمایش ناهواریهای منطقه مورد نظر ما و تجسم سه بعدی آن مناسب تر است؟پاسخ به این سوال با برشمردن معایب و مزایای این مدل ها بیشتر روشن شده،و ما را در انتخاب و استفاده از مدلها راهنمایی میکند ولی بطور کلی میتوان گفت : انتخاب مدل TIN یا DEM بستگی زیادی به لایه های ورودی و نحوه جمع آوری آنها دارد.
-
مهمترین مزیت TIN ،استفاده از منابع متنوع لایه های ارتفاعی است.
-
مدل TIN به واسطه استفاده از شبکه نامنظم مثلثاتی،میتواند دید سه بعدی ( برجسته بینی ) را در پیش روی کاربر قرار دهد.به واسطه همین دید سه بعدی اغلب کاربران از TIN استفاده بیشتری میکنند.
-
استفاده از لایه ها دو بعدی مثل شبکه آبراها،رودخانه،و…برای ترسیم دقیق تر عوارض سطح زمین از دیگر مزایای TIN میباشد.
-
مزیت اصلی مدل DEM،سرعت عمل بالا ،برای انجام تحلیل ها و آنالیزهاست.
1- Feature class Z to ASCII
این box ابزاری جهت خروجی گرفتن از مختصات فایل های 3D که خاصیت Z دارند،بصورت فایل(txt)از نقاط،رئوس و محل تلاقی و برخورد عوارض را به ما میدهد به این صورت که بعد از وارد کردن یکی از فرمت های point , multipoint , polygon , polyline خروجی ما با فرمت Notepad تهیه خواهد شد.
داشتن خاصیت Z زمانی که لایه در Arc Catalog در حال ساخت است،تعریف میشود.و برای ذخیره دیتاهای سه بعدی استفاده میشود.
لایه موردنظر را به محیط Arc map اضافه کنید.از مسیر : Arc Toolbox/3D Analys tools/Conversion/From Feature class جعبه ابزار Feature class Z to ASCII را باز کنید.در قسمت Input لایه خود را وارد کرده درOutput Location فولدر محل ذخیره را معرفی کنید.در قسمت بعدی به صورت پیش فرض نام pf.txt برای فایل خروجی در نظر گرفته شده است.( در صورت تغییر نام مراقب باشید که فرمت .txtپس از اسم پاک نشود.)در Output File Format فرق دو گزینه GENERATEوXYZ را پس از خروجی گرفتن از دو حالت متوجه میشویم.بنابراین در مرحله اول پیش فرض GENERATE راتغییر نمی دهیم.در Delimeter حالت قرار گیری اعداد مربوط به مختصات پس از یکدیگر پرسیده می شود که بین آنها فضای خالی باشد یا علامت کاما(٫) در پنجره Decimal Notation اگر گزینه Automatic را بپزیریم پنجره زیرین آن به صورت غیر فعال باقی مانده و این به این معناست که سیستم اتوماتیک محاسبات را تا 3 رقم اعشار محاسبه کند و اگر Fixed را انتخاب کنیم در box پایینی بر حسب نیاز میزان اعشار را تغییر میدهیم.بعد از اتمام مراحل OK میکنیم.
همین مراحل را برای لایه از ابتدا انجام میدهیم با این تفاوت که این بار در Output File File Format گزینه XYZ را انتخاب می کنیم.به مسیر آدرس محل ذخیره رفته متوجه میشویم که چند خروجی txtساخته شده است.تفاوت در این است که در خروجی اول مختصات عوارض بر اساس شماره ID آنها از همدیگر تفکیک نشده است یعنی در صورت وجود چند عارضه مختصات آنها جدا از هم آورده نمیشود.در حالتی که در خروجی دوم به تعداد عوارض موجود در لایه خروجی جداگانه ساخته میشود.