home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Teach Yourself VRML 2 in 21 Days / Teach Yourself VRML 2 in 21 Days.iso / mac / ISO9660 / 3rdparty / POLYTRAN / dos / PT_DOS.ZIP / DOC_1 / IMP_DEM.1 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1996-06-13  |  14.1 KB  |  293 lines

  1. .so psroff.inc        # Include the macros needed for output to Postscript
  2. .TH Import-USGS-DEM
  3. .SH NAME
  4. imp_dem \- USGS Digital Elevation Model (DEM) geometry import filter
  5. .SH SYNOPSIS
  6. .PP
  7. This man page describes the options specific to the USGS DEM geometry
  8. import converter.
  9. .PP
  10. .SH EXAMPLE CONVERSION SYNTAX
  11. .PP
  12. To convert a USGS DEM file to 3D Studio using the default parameters listed 
  13. in the setup.ini file:
  14. .IP
  15. pt -i dem -o 3ds filename.dem
  16. .PP
  17. To convert a USGS DEM file to VRML and override some of the default options 
  18. in setup.ini:
  19. .IP
  20. pt -i dem -in-dem-skip-factor = 6 -o vrml filename.dem
  21. .PP
  22. .SH OVERVIEW
  23. .PP
  24. The USGS DEM geometry import converter imports, manipulates and converts
  25. digital elevation model (DEM) data. This DEM data is provided as a
  26. service of the United States Geological Survey (USGS). Each data set
  27. describes the elevation of semi-square regions of land for various locations
  28. across the U.S.A., Alaska, Hawaii and some surrounding areas of Mexico 
  29. and Canada. The most accurate DEM data sets are sampled every 30 metres
  30. (7.5 minute DEMs) while the least accurate are sampled every 3 arc
  31. seconds (for 1:250,000 scale DEMs). See below for a description of the
  32. various DEM dataset types.
  33. .PP
  34. Since these datasets are abundant and available freely via the Internet,
  35. this converter can be put to good use for creating realistic (and accurate)
  36. 3d landscape geometry. Two sample images are distributed along with this
  37. conversion program: dem_pic1.gif is a hidden line rendering of Mount St.
  38. Helens and dem_pic2.gif is a shaded version of the same data (with
  39. "Al the Gangster" visiting Mount St. Helens).
  40. .PP
  41. The following Internet sites provide more information about USGS DEM data:
  42. .PP
  43. .nf
  44.     http://nsdi.usgs.gov/nsdi/products/dem.html
  45.     http://nsdi.usgs.gov/nsdi/maps/dem1deg.HTML
  46. .fi
  47. .PP
  48. And the following Internet sites contain vast amounts of USGS DEM data:
  49. .PP
  50. .nf
  51.     ftp://spectrum.xerox.com/ds9/map/dem
  52.         A multiple of DEM Files from XEROX (Mt. St. Helens)
  53.     ftp://edcftp.cr.usgs.gov/pub/data/DEM/250
  54.     http://nsdi.usgs.gov/nsdi/wais/maps/dem1deg.HTML
  55.     http://sun1.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html
  56. .fi
  57. .PP
  58. The DEM file format document is available from the following ftp site:
  59. .PP
  60. .nf
  61.           ftp://nmdpow9.er.usgs.gov/public/demstnds/stdempt1.ps
  62.           ftp://nmdpow9.er.usgs.gov/public/demstnds/stdempt2.ps
  63.           ftp://nmdpow9.er.usgs.gov/public/demstnds/stdempt3.ps
  64. .fi
  65. .PP
  66. .SH PROBLEMS WITH USGS DEM DATA
  67. .PP
  68. While one might be lead to believe that elevation data sampled from
  69. satellites is perfect and 100% accurate, it is not, nor even close to
  70. being accurate.
  71. .PP 
  72. Several problems exist with USGS DEM data that one must be aware of:
  73. .IP
  74. First, the projection mapping techniques used to transform the spherically
  75. sampled data to UTM or longitude/latitude coordinates introduces distortion
  76. into the dataset. This is similar to flattening out a spherical map of the
  77. world into a flat mercator map. 
  78. .IP
  79. Second, undefined regions (areas with no valid elevation data) are often
  80. found at the corners and sides of the DEM datasets. This causes a problem
  81. if two or more DEM datasets are imported and "stitched" together - holes
  82. will most likely appear between the datasets. 
  83. .PP
  84. .SH FEATURES OF THIS CONVERTER
  85. .PP
  86. DEM datasets typically contain 60000 or more quadrilateral polygons, or
  87. 1200000 triangles (for a 258x258 resolution sample; the maximum DEM
  88. dataset size if 2050x2050 which would result in 4.2 million quadrilaterals
  89. or 8.4 million triangles). This is an enormous
  90. number of polygons for most 3d rendering programs so this DEM converter
  91. incorporates two unique options to overcome this problem:
  92. .IP
  93. 1) The converter can skip over samples in the dataset so that only every n-th
  94. sample is used. Rather than importing 258x258 samples, the converter imports
  95. 51x51 samples (for a skip factor of 5) which results in only 2601 quadrilateral
  96. polygons.
  97. .IP
  98. 2) Rather than store the entire DEM dataset in single object, the DEM converter
  99. breaks up the data into multiple smaller objects with a common parent. This 
  100. has shown to be an effective method to speeding up the wireframe redraws of the
  101. DEM data (by a factor of 2 or 3), and makes interactive user movement of a 3d
  102. camera much faster since each sub-object is only a few hundred polygons.
  103. In addition, certain rendering programs
  104. (such as Okino's NuGraf renderer) use much less memory when many smaller
  105. objects are used rather than one large object with many polygons. By
  106. default each sub-object stores a maximum of 900 polygons; contrast this with
  107. other converters which lump all 120,000 polygons into a single object - few
  108. renderers will be able to render such a large object.
  109. .IP
  110. 3) A default 3d camera is added to the scene which views the DEM data from a
  111. pleasing angle.
  112. .IP
  113. 4) u/v texture coordinates are added to the imported data so that a bitmap image 
  114. can be easily draped over the DEM data.
  115. .IP
  116. 5) The converter creates smoothed vertex normals for the DEM data so that
  117. it will appear to be smooth when rendered.
  118. .PP
  119. .SH COMMAND LINE OPTIONS
  120. .PP
  121. The following options are specific to this import converter:
  122. .TP
  123. -i dem
  124. This is the optional command line option which specifies that the input data
  125. is in the USGS DEM file format. If not specified then the converter will try 
  126. to guess the input file's format from its file extension (.dem) and then from the 
  127. contents of its file. 
  128. .TP
  129. -in-dem-center-at-origin = [ yes | no ]
  130. If set to 'yes' then the DEM data will be centered about the origin
  131. (0,0,0). Please note that if the input DEM dataset uses the "Geographic" 
  132. or "State Plane" grid types then the DEM data will always be centered about 
  133. the origin; this may cause a problem if you want to import two DEM datasets
  134. and have them sit side-by-side - in this case you will have to physically
  135. move the two datasets so that they are side-by-side.
  136. .TP
  137. -in-dem-print-statistics = [ yes | no ]
  138. If set to 'yes' then the converter will print out the number of objects
  139. and polygons created.
  140. .TP
  141. -in-dem-list-header-info = [ yes | no ]
  142. If set to 'yes' then the converter will print out information about the
  143. imported DEM data including the following information:
  144. .IP
  145. The DEM data description from the file,
  146. .IP
  147. The number of profiles which is the number of lines of sample data in the X direction,
  148. .IP
  149. The projection mapping type (geographic, UTM or state plane),
  150. .IP
  151. The actual geographic coordinates of the DEM dataset's four corners,
  152. .IP
  153. The minimum and maximum elevations.
  154. .TP
  155. -in-dem-add-default-camera = [ yes | no ]
  156. If set to 'yes' then the converter will add a default camera to the scene
  157. which views the DEM data at a pleasing angle.
  158. .TP
  159. -in-dem-skip-factor = #
  160. This switch determines the quality of the imported DEM data (it
  161. directly controls how many polygons will be used to approximate the
  162. input DEM data). THIS IS AN IMPORTANT CONTROL PARAMETER!! A value of
  163. 1 results in the highest quality mesh while higher values (2, 3, 4, etc)
  164. result in lower quality, but at the benefit of reducing the number of
  165. polygons in the input data. This number will cause the converter to
  166. 'skip' over every n-th input sample. For example, if the input dataset
  167. size is 258x258 samples, and the skip factor is set to 4, then the 
  168. converter will actually read in the data as if it were of size 65x65 
  169. (258/4 = 65). This will produce 4225 polygons (65x65) instead of
  170. 66565 polygons. A value of 2 or 3 (16641 polygons to 7396 polygons)
  171. will produce good results for a final rendering, while values of 5 to 8 
  172. will produce small datasets ideal for fast previews (2704 polygons to 
  173. 1024 polygons).
  174. .TP
  175. -in-dem-sub-grid-size = #
  176. By default the DEM data will be cut up into several smaller sub-objects
  177. rather than having all of the DEM data clumped together into one huge
  178. object. This option controls how many polygons will be put into each
  179. sub-object. The default is 30 which will cause 900 polygons (30x30)
  180. to be stored in each sub-object.
  181. .TP
  182. -in-dem-height-scaling-factor = #
  183. This option scales the height of the DEM data. It default to 1.0. Values
  184. greater than 1.0 will make the DEM data higher while values between 0.0
  185. and 1.0 will make the DEM data shorter.
  186. .TP
  187. -in-dem-add-2d-txtr-coords = [ yes | no ]
  188. If set to 'yes' then u/v texture coordinates will be added to the
  189. imported dataset. These texture coordinates will allow a 2d bitmap image
  190. to be easily mapped to the surface of the data. Please note that the
  191. texture coordinates are aligned with the mathematical bounding quadrilateral 
  192. of the dataset, not the actual physical edges of the data (this is because
  193. the physical edges of the data are not square or precise).
  194. .TP
  195. -in-dem-add-default-2d-texture     = [ yes | no ]
  196. If set to 'yes' then a default 2d bitmap texture file ("default.tif") will 
  197. be linked to the DEM data. This option is useful if you intend to apply a 
  198. 2d bitmap image to the DEM data. The "-in-dem-add-2d-txtr-coords" option must 
  199. also be enabled.
  200. .TP
  201. -in-dem-texture-2d-u-repeat = 5
  202. .TP
  203. -in-dem-texture-2d-v-repeat = 5
  204. These two values determine how many times the 2d bitmap texture is to repeat 
  205. across the DEM data surface (see the "-in-dem-add-default-2d-texture"
  206. option above). The default values are 5 which will make the texture repeat 
  207. 5 times in the horizontal and vertical directions.
  208. .TP
  209. -in-dem-add-default-3d-texture = [ yes | no ]
  210. If set to 'yes' then a NuGraf "mountain" procedural texture definition 
  211. will be added to the scene and assigned to the current shader (useful for
  212. rendering the DEM data with the NuGraf renderer). This texture varies the
  213. color of the DEM data according to the elevation and slope of a polygon (the
  214. color varies from greens, to browns to whites at the highest altitudes).
  215. Please note that this texture tends to be slow to compute due to the turbulence 
  216. math functions; a better alternative would be to assign a 2d bitmap texture.
  217. .TP
  218. -in-dem-create-one-object = [ yes | no ]
  219. If set to 'yes' then one single object is created for all of the imported
  220. data rather than having the data broken up into multiple smaller
  221. sub-objects (the default). The converter automatically sets this to 'yes' 
  222. (internally) if the selected output format is to be 3D Studio (this is
  223. because 3D Studio requires all polygons to be inside a single object so
  224. that its smoothing algorithm will work properly; if multiple objects are used
  225. then the vertex normals will not be the same where the sub-objects meet
  226. and hence "cracks" may appear at the junctions).
  227. .TP
  228. -in-dem-triangulate-data = [ yes | no ]
  229. If set to 'yes' then the DEM data will be imported as triangles instead of 
  230. 4 sided polygons. This is sometimes useful to enable since 4-sided DEM data 
  231. polygons are not planar.
  232. .PP
  233. .SH OVERVIEW OF DEM DATASET TYPES
  234. .PP
  235. DEM elevation data spacing varies from 30 meters for 7.5-minute DEMs to 3 
  236. arc seconds for 1:250,000 scale maps.  All DEM data are similar in logical 
  237. data structure and are ordered from south to north in profiles that are 
  238. ordered from west to east.
  239. .IP
  240. 7.5-minute DEM data are produced in 7.5-minute units which correspond to 
  241. USGS 7.5-minute topographic quadrangle map series. 7.5-minute DEM data consist 
  242. of a regular array of elevations referenced horizontally on the Universal 
  243. Transverse Mercator (UTM) coordinate system of the North American Datum of 
  244. 1927 (NAD 27).  These data are stored as profiles with 30-meter spacing along 
  245. and between each profile.
  246. .IP
  247. 15-minute DEM data correspond to USGS 15-minute topographic quadrangle map series 
  248. in Alaska.  The unit sizes in Alaska vary depending on the latitudinal 
  249. location of the unit. 15-minute DEM data consist of a regular array of 
  250. elevation referenced horizontally to the geographic (latitude/longitude) 
  251. coordinate system of North American Datum 1927 (NAD 27). The spacing between 
  252. elevations along profiles is 2 arc seconds of latitude by 3 arc seconds of 
  253. longitude.
  254. .IP
  255. 30-minute DEM data cover 30-minute by 30-minute areas which correspond to the 
  256. east half or west half of the USGS 30- by 60-minute topographic quadrangle 
  257. map series for the conterminous United States and Hawaii.  Each 30-minute 
  258. unit is produced and distributed as four 15- by 15-minute cells.  30-minute 
  259. DEM data have the same characteristics as the 15-minute DEM data except that 
  260. the spacing of elevations along and between each profile is 2 arc seconds.
  261. .IP
  262. 1-degree DEM data are produced by the Defense Mapping Agency in 1-degree by 
  263. 1-degree units which correspond to the east half or west half of USGS 1- by 
  264. 2- degree topographic quadrangle maps series, for all the United States and 
  265. its territories.  1-degree DEM data consist of a regular array of elevations 
  266. referenced horizontally using the geographic (latitude/longitude) coordinate 
  267. system of the World Geodetic System 1972 Datum.  A few units are also 
  268. available using the World Geodetic System 1984 Datum.  Spacing of the 
  269. elevations along and between each profile is 3 arc seconds with 1,201 
  270. elevations per profile.  The only exception is DEM data in Alaska, where the 
  271. spacing and number of elevations per profile varies depending on the 
  272. latitudinal location of the DEM.
  273. .PP
  274. .SH LIMITATIONS
  275. .PP
  276. This converter will only handle DEM datasets which use UTM or longitude/latitude 
  277. coordinate systems. These are the common coordinate systems used for most DEM
  278. data.
  279. .PP
  280. If exporting to 3D Studio then all of the DEM data must be exported as one
  281. object so that proper smoothing occurs between the sub-chunks. 3D Studio
  282. has a limit of 64k vertices and 64k polygons, therefore the chunk size must
  283. be set appropriately to limit the number of polygons and vertices output
  284. (the number of polygons created can be verified by setting the
  285. '-in-dem-print-statistics' option to 'yes' and checking that the number of
  286. polygons created is less than 65536).
  287. .PP
  288. As explained above, most DEM data files have regions of invalid elevation
  289. data (typically at the corners and at the sides). This will cause problems
  290. if two or more datasets are imported and "stitched" together: holes will
  291. most likely appear between the data. This converter cannot fix this problem
  292. which is an anomaly of the input data.
  293.