Důležitým aspektem ve výsledné vizualizaci geomorfologických procesů je i vizualizace podkladových dat, z nichž k nejdůležitějším patří vytvořený DMR. Na jeho prezentaci totiž závisí ve velké míře kvalita vytvořených výstupů. Vhodnými metodami zobrazení DMR můžeme dosáhnout velmi efektivních a názorných výstupů zachycujících danou problematiku. Nejedná se totiž pouze o samo se nabízející řešení v podobě zobrazení jinak 2D dat ve 3D prostředí. Pole možností je zde samozřejmě nesrovnatelně větší.

Metody vizualizace DMR použité v této diplomové práci můžeme rozdělit do dvou skupin. Na ortografické (využívající kolmého pohledu na zobrazovaný reliéf) a izometrické metody vizualizace (využívající šikmý pohled na zobrazovaný reliéf). U obou můžeme využít různých způsobů:

Vizualizace pomocí vrstevnic je založena na vygenerování vrstevnicového plánu z DMR. Program ArcGIS nám přitom umožňuje je vygenerovat jak z DMR typu TIN tak grid.

Obr. 14: Vizualizace DMR pomocí vrstevnic

Vizualizace obarvením je založena na přiřazování barev jednotlivým nadmořským výškám ze zvolené barevné škály (stupnice). Jednotlivé intervaly by přitom měly odpovídat některé ze standardních stupnic. Nejčasněji se používá stupnic narůstajících geometrickou řadou neboť nejlépe odpovídá rozložení hodnot nadmořských výšek na zemském povrchu: 0 - (50) - 100 - 200 – 500 - 1000 - 2000 - 4000 m n. m. Hypsometrická stupnice barevných tónů a odstínů nejčasněji odpovídá následující řadě: modrozelená - zelená - zelenožlutá - žlutá - žlutohnědá - oranžovohnědá - hnědá - hnědočervená  (http://gisak.vsb.cz/~voj76/soubory/GIT2.DMT1.pdf). Může však být použita i jednobarevná škála tvořená odstíny zvolené barvy či jiné (spojité) stupnice barev.

Další možností je využití metody stretched (natažení). Její princip je založen na přiřazení plynule přecházejících barev jednotlivým nadmořským výškám. Opět zde můžeme využít jedno čí více barevnou škálu.

               

Obr. 15: Vizualizace DMR metodou obarvení: stupnicí barev (vlevo) odstíny jediné barvy (vpravo) 

Vizualizace stínováním je založena na přiřazování odstínů zvolené barvy jednotlivým pixelům obrázku DMR v závislosti na úhlu sevřeném dopadajícími paprsky světla a normálou k tečné rovině osvětlovaného svahu. Svah na nějž dopadají paprsky kolmo, je zobrazen světlým odstínem, naproti tomu odvrácený svah je znázorněn tmavě. Osvětlený reliéf vypadá velice plasticky. Velmi důležité je umístění zdroje světla (zpravidla na severozápadě, 10 – 35˚ nad obzorem z důvodů lepšího prostorového vnímání reliéfu, i když ve skutečnosti je to pro naše zeměpisné šířky nemožné). Stínovaný reliéf je výsledkem hodnocení orientace a sklonu terénu vzhledem k azimutu a výšce Slunce nad obzorem (terénem).

                 

Obr. 16: Vizualizace DMR stínováním: azimut SZ, výška Slunce 20° (vlevo), azimut JV, výška Slunce 20° (oba obrázky zachycují stejné území)(vpravo).

Vizualizace s využitím tématického podkladu. Je asi nejběžnějším způsobem vizualizace DMR. Spočívá v jeho využití jako podkladu pro tématická data. DMR je tak doslova překryt nejrůznějšími vektorovými vrstvy (sesuvy, silnice,…) a rastrovými daty (ortofoto, ZABAGED 2,…). Princip vychází z tzv. techniky texturování, jež umožňuje překrýt 2D georeferencovaný rastr či vrstvu přes 3D terénní model. Výsledný vzhled navíc můžeme ovlivnit řadou nastavitelných parametrů (např. v prostředí ArcGIS) jako jsou například průsvitnost a vertikální převýšení. Velký vliv zde má především u rastrových dat jejich celková kvalita (prostorové rozlišení, použitá komprese).

Obr. 17: Vizualizace DMR s využitím tématického podkladu ortofoto (nahoře) a ZABAGED 2 (dole)

Drátěný model a šrafování výškopisu. Drátěný model je vyjádření povrchu DMR pomocí sítě souřadnic. Ta může být buď pravidelná nebo nepravidelná. Tato metoda nebyla využita v této práci, protože spojení drátěného modelu a vizualizované tématiky neposkytuje kvalitní výstupy. Šrafování je založeno na vykreslení reliéfu pomoc šraf. Šrafy jsou krátké, půdorysné průměty části spádnic uspořádané ve vrstvách nebo podél určité linie. Původně byly využívány spíše jako umělecká kresba, dnes jsou založeny na matematickém základě. Šrafování výškopisu má dnes pouze doplňkovou funkci a využívá se převážně k zobrazování menších převážně strmých terénních útvarů, které nelze výstižně zakreslit pomocí vrstevnic

      

Obr. 18: Vizualizace DMR drátěný model (vlevo) šrafování (vpravo)

Animace a průlety nad terénem. Animace jsou velmi atraktivním způsobem vizualizace DMR umožňujícím nám zobrazit dynamismus jevu (vývoj v čase, předpověď jeho chování v budoucnosti). Průlety nad terénem jsou metodou pomocí níž můžeme vidět DMR z „leteckého“ pohledu. Tento způsob nachází uplatnění v architektuře, cestovním ruchu, armádě (letecké simulátory) aj. Vizualizační nástroje v GIS nám umožňují doplnění těchto vizualizací o řadu prvků, textur (stromy, ptáci, letadla) přispívajících k jejich větší autentičnosti.

Metody tzv. pokročilé vizualizace. Termín “pokročilé vyjadřovací techniky” označuje kategorii 3D vyjadřovacích algoritmů, které dosahují vysokého stupně vizuálního reality.

Obecně tyto techniky vycházejí z algoritmu více návrhů (multipass algorithm) a jazyka pro stínování (shading language). Algoritmus více návrhů vyžaduje pro zpracování jednoho konečného obrazu několik různých nastavení jedné scény, které nakonec zkombinuje. Jazyk stínování označuje programovací jazyk, který se používá k výpočtům fragmentovaných barev založených na aktivních texturách a zdrojích světla (Dykes et al., 2005).        

Pomocí tohoto algoritmu lze dosáhnout efektů jako např. odrazu světla, stínů či hloubkového zobrazování povrchů v reálném čase. Jazyk stínování tuto techniku doplňuje. Tyto metody tak dovolují jednotlivým programům počítat objektově a aplikačně specifickou geometrii, osvícení a výpočty stínování, které nastupují po standardně počítačově zpracovaných, osvětlených modelech.

Hloubkové zobrazování (bump-mapping) je další  pokročilou vyjadřovací technikou. Umožňuje nám vytvářet iluzi 3D prostoru u standardních 2D textur. Zvětšuje členitost povrchu a vytváří tak reálnější obraz. Základním principem této techniky je vytvoření 3D modelu podle barevného přechodu původního obrázku. Barevný přechod může být např. určen tak, že světlá místa budou nejblíže a tmavá nejdále. Po nasvícení objektu barevným světlem vytvoří stín 3D iluzi původního obrázku (http://www.pcsvet.cz/art/article.php ?id=3201).

Vizualizace DMR ve 3D je vhodnější než ve 2D, neboť nám poskytuje lepší možnosti pro vnímání perspektivy reliéfu, ať už použijeme jakoukoliv metodu. Z výše uvedených metod patří k nejčasněji používaným stínování, které dodává výstupům dokonalý plastický vjem. Stínovaný reliéf se také používá jako poklad pro tématické vrstvy. Vizualizace pomocí vrstevnic je základním prostředkem k vyjádření výškopisu v topografické mapě. Barevná hypsometrie se nejčastěji používá pro znázornění výškopisných poměrů území (viz obr. 15). I ona může být použita jako podkladová vrstva pro různá tématická data. Zde je však nutné velmi dbát na zvolenou barevnou škálu a vybrat ji tak, aby podklad nesplýval s tématickou informací.

Nejlepších výsledků se však dosahuje kombinací více metod. Například stínovaný reliéf je doplněn vrstevnicemi a překryt tématickou vrstvou (sesuvy). Animace umožňují především zobrazit dynamiku jevu ve 4D (prostor + čas). Přelety nad územím jsou záležitostí hlavně pro širokou veřejnost. Jejich využití v problematice jíž se zabývá tato práce má dle mého názoru spíše doplňující charakter. Metody pokročilé vizualizace se v současnosti používají především v počítačových hrách či jako doplnění některých architektonických a dopravních studií. V GIS zatím nejsou příliš rozšířené, nicméně jsou další možností jak vizualizovat DMR a jsou velkým příslibem do budoucna.

Vizualizační nástroje v GIS nám poskytují řadu nástrojů přispívajících k efektnější vizualizaci. Můžeme zde například volit úhel a výšku pohledu, průsvitnost jednotlivých vrstev či doplnit výsledný výstup o řadu objektů jako jsou modely budov, stromů nebo automobilů.

Míra praktického použití daných metod v této diplomové práci velmi závisí na charakteru vizualizovaných dat. Například u eroze je jejich využití menší než u svahových deformací. Gridy znázorňující danou problematiku totiž spojitě pokrývají celé území a neposkytují tolik možností k různým znázorněním podkladu.

Zcela jiná situace nastává u sesuvů. Ty totiž pokrývají plochu cca 105,5 ha (tj. asi 5,7 % rozlohy studovaného území) z čehož vyplývá, že zbylé území (tj. většina  plochy) je prosta zobrazované tématiky a je tedy nutné jej vhodně znázornit. Toho jsem dosáhl využitím výše uvedených metod (včetně jejich kombinací). Zde je nutné zmínit, že pole možných kombinací je velmi široké a nabízí nám tak řadu možných výstupů.