Географічний аналіз рельєфу місцевості на основі цифрових моделей рельєфу та тривимірної візуалізації

Abstract

Обґрунтовано актуальність використання цифрових моделей рельєфу (DEM) та тривимірної візуалізації як ефективних інструментів сучасного географічного аналізу місцевості. У статті розглянуто методичні засади застосування DEM у поєднанні з геоінформаційними технологіями для дослідження морфологічних характеристик рельєфу та просторової структури території. Особливу увагу приділено можливостям тривимірного представлення місцевості, яке забезпечує підвищення наочності інтерпретації геопросторових даних. Проаналізовано основні етапи географічного аналізу місцевості, зокрема формування тривимірної моделі, оцінювання крутизни схилів, визначення умов прохідності та аналіз видимості. Запропоновано структурно-логічну модель географічного аналізу місцевості, яка відображає послідовність виконання дослідження та взаємозв’язок його основних етапів. У роботі також узагальнено залежність ефективності використання території від характеристик рельєфу, що дозволяє формалізувати вплив морфологічних параметрів на просторові можливості місцевості.

The purpose of this article is to analyze the methodological foundations and practical capabilities of using digital elevation models (DEM) and three-dimensional visualization for geographical analysis of terrain. The study is focused on substantiating the transition from traditional two-dimensional cartographic approaches to integrated spatial analysis based on modern geoinformation technologies. Particular attention is paid to the interpretation of terrain morphology, assessment of slope steepness, visibility conditions, and spatial structure of the territory within a unified analytical framework. Methodology. The research is based on the integration of digital elevation models into a geoinformation environment with subsequent three-dimensional visualization of terrain. Methods of spatial analysis, visual interpretation, and cartographic generalization were applied to assess terrain characteristics. The study includes the analysis of slope steepness, terrain passability, and visibility conditions using 3D models, as well as the development of a structural-logical model describing the sequence of geographical analysis. A generalized functional relationship between terrain characteristics and the efficiency of spatial use was also formulated. Results. The results demonstrate that the use of digital elevation models combined with three-dimensional visualization significantly enhances the clarity, accuracy, and analytical depth of geographical analysis. The integration of terrain parameters such as slope, elevation differences, and visibility allows for a comprehensive assessment of spatial properties of the territory. It is shown that complex terrain with high slope variability reduces spatial accessibility, while areas with moderate slopes and favorable visibility conditions provide better opportunities for effective use. The developed structural-logical model reflects the последовательность перехода from raw geospatial data to analytical interpretation and decision-making. The proposed approach enables the transformation of descriptive terrain analysis into a more systematic and quantitative process. Scientific novelty. The scientific novelty of this study lies in the development of an integrated approach to geographical analysis of terrain based on the combined use of DEM and 3D visualization. For the first time, a последовательная схема перехода from terrain visualization to analytical interpretation and further formalization of results is proposed. The study also introduces a generalized relationship between terrain characteristics and spatial efficiency, which expands the methodological framework of modern geographical and geoinformation research. Practical significance. The results of the study can be applied in geographical, geomorphological, and geoinformation research, as well as in spatial planning and territorial analysis. The proposed approach enables: – Improved interpretation of terrain morphology; – Enhanced assessment of spatial accessibility and visibility conditions; – Integration of multiple terrain parameters into a unified analytical framework; – Increased reliability of spatial analysis results; – Effective use of DEM in applied geospatial tasks. Thus, the application of digital elevation models in combination with three-dimensional visualization represents an important step in the development of modern methods of geographical analysis. Further research may focus on improving quantitative models of terrain assessment, integrating DEM with remote sensing data, and expanding the use of three-dimensional geospatial analysis in various scientific and applied domains.