3D データの基礎
3 次元 GIS データは、Z 値という追加の次元が定義（X、Y、Z）に組み込まれています。Z 値には計測単位があり、従来の 2D GIS データ（X、Y）よりも多くの情報を格納し表示することができます。Z 値はたいていの場合、現実世界の標高値（海抜や深さなど）ですが、高さに使用しなくてはいけないという規則はありません。Z 値は、化学物質の濃度や場所の適性、さらには純粋に階層を表現する値など、さまざまな事柄を表現するのに使用できます。
3D GIS データには、フィーチャ データとサーフェス データという 2 種類の基本タイプがあります。
3D フィーチャ データ
フィーチャ データは不連続の物体（オブジェクト）を表し、各オブジェクトの 3D 情報はフィーチャのジオメトリに格納されます。
3D フィーチャ データは潜在的に、各 X、Y 位置に対して複数の Z 値をサポートできます。たとえば、垂直線には上部の頂点と下部の頂点があり、それぞれの頂点の 2D 座標は同じですが、Z 値は異なります。3D フィーチャ データのもう一つの例としては、3D マルチパッチ建物があります。その屋根や内部の床、土台はすべて 2D 座標が同じで Z 値が異なります。航空機の 3D 位置や山歩きの道など、他の 3D フィーチャ データは、各 X、Y 位置ごとに Z 値を 1 つだけ持ちます。
サーフェス データ
サーフェス データは、エリアの高さの値を表します。そのエリア内の各場所の 3D 情報は、セル値として格納されるか、3D フェイスの三角形網から推定されます。
サーフェス データは、ときに 2.5D データと呼ばれることもあります。それは、各 X、Y 位置で 1 つの Z 値しかサポートしないためです。たとえば、地球の表面の海抜高度は 1 つの値しか返しません。
GIS データを 3D でモデル化する条件
3D GIS データは、2D データよりも作成と保守が難しいため、3D でデータをモデル化するのは、その余分な作業によって価値が増す場合にだけ行うべきです。航空機の位置や地下の井戸のように自然に 3D でモデル化できる GIS フィーチャもありますが、2D でも 3D でも同じように効果的なデータもあります。たとえば、道路網を 3D でモデル化すると勾配を調査するのに便利なように思えますが、Z 値を管理する作業が増えるというデメリットがメリットを上回る可能性もあります。
3D 環境でデータを 3D でモデル化するか決めるときに検討すべき重要な考慮事項がいくつかあります。
- GIS データを 3D でモデル化していなくても、3D ビュー上で表示することはできます。
- サーフェスの高さの値は、必要なときにジオプロセシング ツールを使用して、簡単に 2D オブジェクトに追加できます。
- Z 値のソースがサーフェスである場合は、そのサーフェスが変化する頻度を考慮してください。変化の頻度が高いほど、サーフェスから生成してフィーチャに格納した Z 値が無駄になることが多くなります。
3D でデータの一部または全部をモデル化すると決めた場合、最も重要な決定事項は Z 値の単位です。Z 値における編集の開始と保存を行うときは、その Z 値が何を表しているのかを明確に理解していることが不可欠です。可能な限り従うべき一般的な規則は、Z 単位は X、Y 単位と一致している必要があるということです。たとえば、データが（メートル単位の）UTM ゾーンである場合、Z 値もメートル単位でモデル化する必要があります。こうしておくと、3D 距離を計測したり、オブジェクトの X、Y、Z 位置を移動したりするときに、データを直感的に操作できます。