10mメッシュ標高データで 3D地図

プログラムは、「5mメッシュ標高データで3D地図」とほとんど同じです。
高さの比率 heightScale の値と、PerspectiveCamera の設定だけ変更しています。

高さの比率
 double heightScale = 20;

PerspectiveCameraの設定
<PerspectiveCamera 
                    FarPlaneDistance="1000" 
                    LookDirection="0,0,-1" 
                    UpDirection="0,1,0" 
                    NearPlaneDistance="2" 
                    Position="562,-375,700" 
                    FieldOfView="90" />

画像の場所は、「10mメッシュ標高データで地図を作成」のサンプルと同じで、沖縄県の辺野古周辺です。
FG-GML-3928-60-dem10b-20090201.xml


拡大図

5m メッシュ標高データで 3D地図

XMLデータのパースは、「5mメッシュ標高データで地図を作成」と同じです。
１つのメッシュをそれぞれ空間座標の１つの点としてみます。
ある点(x, y, z1)を左上とした４つの点からなる地形は、２つの三角形で構成します。
(x ,y ,z1)、(x + 1 ,y ,z2)、(x + 1 ,y + 1 ,z3) を頂点とする三角形と、(x ,y ,z1)、(x ,y + 1 ,z4)、(x + 1 ,y + 1 ,z3) を頂点とする三角形 です。
すべての点について、これらの三角形を、MeshGeometry3D の Positions に追加して、全体の地形を作っています。

「5mメッシュ標高データで地図を作成」のサンプルと同じ場所を3Dで表示してみました。
FG-GML-3927-15-02-DEM5B-20110915.xml

MainWindow.xaml

<Window x:Class="GisTest3.MainWindow"

        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"

        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"

        Height="350" Width="525">

    <Window.CommandBindings>

        <CommandBinding Command="Open" Executed="OpenCommandHandler"/>

    </Window.CommandBindings>

    <Grid>

        <Grid.RowDefinitions>

            <RowDefinition Height="Auto"/>

            <RowDefinition Height="*"/>

        </Grid.RowDefinitions>

        <Menu Grid.Row="0">

            <MenuItem Command="Open" />

        </Menu>

        <Viewport3D Grid.Row="1" Name="myViewport">

            <Viewport3D.Camera>

                <PerspectiveCamera 

                    FarPlaneDistance="200" 

                    LookDirection="0,0,-1" 

                    UpDirection="0,1,0" 

                    NearPlaneDistance="2" 

                    Position="112,-75,150" 

                    FieldOfView="90" />

            </Viewport3D.Camera>

            <Viewport3D.Children>

                <ModelVisual3D>

                    <ModelVisual3D.Content>

                        <Model3DGroup>

                            <Model3DGroup.Children>

                                <DirectionalLight Color="#FFFFFFFF" Direction="5,0,-4" />

                                <GeometryModel3D>

                                    <GeometryModel3D.Geometry>

                                        <MeshGeometry3D />

                                    </GeometryModel3D.Geometry>

                                    <GeometryModel3D.Material>

                                        <DiffuseMaterial>

                                            <DiffuseMaterial.Brush>

                                                <SolidColorBrush Color="White" />

                                            </DiffuseMaterial.Brush>

                                        </DiffuseMaterial>

                                    </GeometryModel3D.Material>

                                </GeometryModel3D>

                            </Model3DGroup.Children>

                        </Model3DGroup>

                    </ModelVisual3D.Content>

                </ModelVisual3D>

            </Viewport3D.Children>

        </Viewport3D>

    </Grid>

</Window>

MainWindow.xaml.cs

using Microsoft.Win32;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Windows;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media.Media3D;
using System.Xml;

namespace GisTest3
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void OpenCommandHandler(object sender, ExecutedRoutedEventArgs e)
        {
            OpenFileDialog ofd = new OpenFileDialog();
            if (ofd.ShowDialog() == true)
            {
                XmlDocument xdoc = new XmlDocument();
                xdoc.Load(ofd.FileName);

                XmlNamespaceManager xnm = new XmlNamespaceManager(xdoc.NameTable);
                xnm.AddNamespace("gml", "http://www.opengis.net/gml/3.2");

                XmlElement dataXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:tupleList", xnm);
                XmlElement lowXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:low", xnm);
                XmlElement highXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:high", xnm);

                string[] lowPoint = lowXe.InnerText.Split(' ');
                string[] highPoint = highXe.InnerText.Split(' ');
                int xSize = int.Parse(highPoint[0]) - int.Parse(lowPoint[0]) + 1;
                int ySize = int.Parse(highPoint[1]) - int.Parse(lowPoint[1]) + 1;
                string data = dataXe.InnerText;

                DrawMap(xSize, ySize, data);
            }
        }

        private void DrawMap(int xSize, int ySize, string data)
        {
            float[,] heights = new float[xSize, ySize];

            Regex regex = new Regex("[^,\\r\\n]+,[^,\\r\\n]+");
            MatchCollection mc = regex.Matches(data);
            int index = 0;
            foreach (Match m in mc)
            {
                string[] unit = m.Value.Split(',');
                heights[index % xSize, index / xSize] = (float.Parse(unit[1]) < 0) ? 0 : float.Parse(unit[1]);
                index++;
            }

            MeshGeometry3D meshGeometry3D = (MeshGeometry3D)((GeometryModel3D)((Model3DGroup)((ModelVisual3D)this.myViewport.Children[0]).Content).Children[1]).Geometry;
            meshGeometry3D.Positions.Clear();

            double heightScale = 3;

            for (int x = 0; x < xSize; x++)
            {
                for (int y = 0; y < ySize; y++)
                {
                    if (x < xSize - 1 && y < ySize - 1)
                    {
                        Point3D p11 = new Point3D(x, -1 * y, heights[x, y] / heightScale);
                        Point3D p12 = new Point3D(x + 1, -1 * y, heights[x + 1, y] / heightScale);
                        Point3D p13 = new Point3D(x + 1, -1 * (y + 1), heights[x + 1, y + 1] / heightScale);
                        Point3D p21 = new Point3D(x, -1 * y, heights[x, y] / heightScale);
                        Point3D p22 = new Point3D(x + 1, -1 * (y + 1), heights[x + 1, y + 1] / heightScale);
                        Point3D p23 = new Point3D(x, -1 * (y + 1), heights[x, y + 1] / heightScale);
                        meshGeometry3D.Positions.Add(p13);
                        meshGeometry3D.Positions.Add(p12);
                        meshGeometry3D.Positions.Add(p11);
                        meshGeometry3D.Positions.Add(p23);
                        meshGeometry3D.Positions.Add(p22);
                        meshGeometry3D.Positions.Add(p21);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

string.Length は文字数ではなく char の数

string.Length は char の数 を取得します。
UTF-16 では、１文字を 2バイトまたは4バイトであらわすので、文字列中に 1文字が 4バイトの文字がある場合、Lengthは 文字数になりません。
このような文字列の文字数を取得するには、StringInfo.LengthInTextElements を使います。

また、部分文字列の取得も、「n文字目からm文字・・ 」などで指定する場合は、string.Substring ではなく、StringInfo.SubstringByTextElements を使います。

サンプルプログラムは、入力した文字列の 文字数（StringInfo.LengthInTextElements） と char数（string.Substring）　と、各文字の文字コード(UTF-16)を表示します。

MainWindow.xaml

<Window x:Class="StringInfoTest.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Height="350" Width="425">
    <DockPanel LastChildFill="True">
        <TextBox Name="textBox1" DockPanel.Dock="Top"/>
        <Button Click="Button_Click_1" DockPanel.Dock="Top">更新</Button>
        <TextBlock Name="textBlock1" DockPanel.Dock="Top"/>
    </DockPanel>
</Window>

MainWindow.xaml.cs

using System.Globalization;
using System.Windows;

namespace StringInfoTest
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            string text = this.textBox1.Text;

            StringInfo stringInfo = new StringInfo(text);
            string charCode = "";
            for (int i = 0; i < stringInfo.LengthInTextElements; i++)
            {
                string token = stringInfo.SubstringByTextElements(i, 1);
                charCode += "\n" + token + " : ";
                for (int j = 0; j < token.Length; j++)
                {
                    charCode += " " + ((int)token[j]).ToString("X4");
                }
            }

            this.textBlock1.Text =                  "StringInfo.LengthInTextElements = " + stringInfo.LengthInTextElements +
                "\nstring.Length = " + text.Length +
                "\n" + charCode;
        }
    }
}

10mメッシュ標高データで地図を作成

「5mメッシュ標高データで地図を作成」では、1メッシュごとにRectangle オブジェクトを生成していましたが、ここではビットマップ画像を作成します。
1メッシュが1ピクセルになります。
標高は512mまでを256段階のグレースケールで表現し、512m以上は一律黒にします。
10mメッシュ標高データのXMLをみると、1125列×750行のメッシュになっているので、1125×750ピクセルの画像が生成されることになります。

サンプルは、沖縄県の辺野古あたりです。
XMLファイルは、「FG-GML-3928-60-dem10b-20090201.xml」です。

MainWindow.xaml

<Window x:Class="GisTest2.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Height="250" Width="325">
    <Window.CommandBindings>
        <CommandBinding Command="Open" Executed="OpenCommandHandler"/>
    </Window.CommandBindings>
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="*"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Menu Grid.Row="0">
            <MenuItem Command="Open" />
        </Menu>
        <ScrollViewer Grid.Row="1" HorizontalScrollBarVisibility="Visible" VerticalScrollBarVisibility="Visible">
            <Canvas Name="canvas1" Margin="2"/>
        </ScrollViewer>
    </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs

using Microsoft.Win32;
using System;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Windows;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Shapes;
using System.Xml;

namespace GisTest2
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        private static Color[] myColors = new Color[256];

        static MainWindow()
        {
            byte i = 0;
            while (true)
            {
                myColors[i] = Color.FromRgb(i, i, i);
                if (i == 255)
                {
                    break;
                }
                i++;
            }
        }

        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void OpenCommandHandler(object sender, ExecutedRoutedEventArgs e)
        {
            OpenFileDialog ofd = new OpenFileDialog();
            if (ofd.ShowDialog() == true)
            {
                XmlDocument xdoc = new XmlDocument();
                xdoc.Load(ofd.FileName);

                XmlNamespaceManager xnm = new XmlNamespaceManager(xdoc.NameTable);
                xnm.AddNamespace("gml", "http://www.opengis.net/gml/3.2");

                XmlElement dataXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:tupleList", xnm);
                XmlElement lowXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:low", xnm);
                XmlElement highXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:high", xnm);

                string[] lowPoint = lowXe.InnerText.Split(' ');
                string[] highPoint = highXe.InnerText.Split(' ');
                int xSize = int.Parse(highPoint[0]) - int.Parse(lowPoint[0]) + 1;
                int ySize = int.Parse(highPoint[1]) - int.Parse(lowPoint[1]) + 1;
                string data = dataXe.InnerText;

                this.canvas1.Width = xSize;
                this.canvas1.Height = ySize;

                DrawMap(xSize, ySize, data);
            }
        }

        private void DrawMap(int xSize, int ySize, string data)
        {
            float[,] heights = new float[xSize, ySize];

            Regex regex = new Regex("[^,\\r\\n]+,[^,\\r\\n]+");
            MatchCollection mc = regex.Matches(data);
            int index = 0;
            foreach (Match m in mc)
            {
                string[] unit = m.Value.Split(',');
                heights[index % xSize, index / xSize] = float.Parse(unit[1]);
                index++;
            }

            this.canvas1.Children.Clear();

            byte[] pixcels = new byte[xSize * ySize * 4];
            for (int y = 0; y < ySize; y++)
            {
                for (int x = 0; x < xSize; x++)
                {
                    double height = Math.Floor(heights[x, y] / 2.0);
                    Color fillColor;
                    if (height <= 0)
                    {
                        fillColor = Colors.LightSeaGreen;
                    }
                    else if (height > 255)
                    {
                        fillColor = Colors.Black;
                    }
                    else
                    {
                        fillColor = myColors[(byte)(255 - height)];
                    }
                    int pixcelIndex = xSize * 4 * y + x * 4;
                    pixcels[pixcelIndex] = fillColor.B;
                    pixcels[pixcelIndex + 1] = fillColor.G;
                    pixcels[pixcelIndex + 2] = fillColor.R;
                    pixcels[pixcelIndex + 3] = 0;
                }
            }
            Int32Rect rect = new Int32Rect(0, 0, xSize, ySize);

            WriteableBitmap bitmapImage = new WriteableBitmap(xSize, ySize, 96, 96, PixelFormats.Bgr32, null);
            bitmapImage.WritePixels(rect, pixcels, xSize * 4, 0);

            Rectangle rectangle = new Rectangle();
            rectangle.Width = xSize;
            rectangle.Height = ySize;
            rectangle.Fill = new ImageBrush(bitmapImage);
            this.canvas1.Children.Add(rectangle);
        }
    }
}

5mメッシュ標高データで地図を作成

メッシュ標高データを使って地図を作成します。
データは XML で、ある緯度経度のエリアを、縦横5mごとの格子に分割した標高データが格納されています。

南北と東西がいくつの格子からなっているかは、low要素と high要素から判別します。
サンプルでは、南北が 0から149まで、東西が0から224 までなので 225列×150行の合計33750個の格子が存在ます。
どの格子が標高何メートルなのかは、tupleList要素を見ます。 各格子の標高が改行区切りで格納さています。順番は、最初が1行目の1列目で、2、3列目とつづき、225列目までいったら、226個目が2行目の1列目です。

１つのXMLファイルで、東西が5m×225=1125mのエリアの地図が描けることになります。
各格子の標高が0mから５０mなら色の濃淡をつけて、50m以上なら黒、マイナスなら水色にしています。

5mメッシュ標高データは、国土地理院の基盤地図情報のダウンロードページから入手できます。 (http://fgd.gsi.go.jp/download/)


ログイン後、基盤地図情報 数値標高モデル JPGIS (GML)形式
→　5mメッシュ　→　沖縄　→　３９２７　→　３９２７１５
を選択して、沖縄県糸満市周辺のデータをダウンロードします。
サンプルでは、ダウンロードした FG-GML-3927-15-DEM5B.zipを 解凍してできたファイル「FG-GML-3927-15-02-DEM5B-20110915.xml」を読み込んでいます。



Google Map でみた同じ場所

MainWindow.xaml

<Window x:Class="GisTest.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Height="380" Width="480">
    <Window.CommandBindings>
        <CommandBinding Command="Open" Executed="OpenCommandHandler"/>
    </Window.CommandBindings>
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="*"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Menu Grid.Row="0">
            <MenuItem Command="Open" />
        </Menu>
        <Canvas Grid.Row="1" Name="canvas1" Margin="3">
            <Canvas.Resources>
                <Style TargetType="Rectangle">
                    <Setter Property="StrokeThickness" Value="0" />
                    <Setter Property="Width" Value="2" />
                    <Setter Property="Height" Value="2" />
                </Style>
            </Canvas.Resources>
        </Canvas>
    </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs

using Microsoft.Win32;
using System;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Shapes;
using System.Xml;

namespace GisTest
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void OpenCommandHandler(object sender, ExecutedRoutedEventArgs e)
        {
            OpenFileDialog ofd = new OpenFileDialog();
            if (ofd.ShowDialog() == true)
            {
                XmlDocument xdoc = new XmlDocument();
                xdoc.Load(ofd.FileName);

                XmlNamespaceManager xnm = new XmlNamespaceManager(xdoc.NameTable);
                xnm.AddNamespace("gml", "http://www.opengis.net/gml/3.2");

                XmlElement dataXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:tupleList", xnm);
                XmlElement lowXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:low", xnm);
                XmlElement highXe = (XmlElement)xdoc.SelectSingleNode("//gml:high", xnm);

                string[] lowPoint = lowXe.InnerText.Split(' ');
                string[] highPoint = highXe.InnerText.Split(' ');
                int xSize = int.Parse(highPoint[0]) - int.Parse(lowPoint[0]) + 1;
                int ySize = int.Parse(highPoint[1]) - int.Parse(lowPoint[1]) + 1;
                string data = dataXe.InnerText;

                DrawMap(xSize, ySize, data);
            }
        }

        private void DrawMap(int xSize, int ySize, string data)
        {
            float[,] heights = new float[xSize, ySize];

            Regex regex = new Regex("[^,\\r\\n]+,[^,\\r\\n]+");
            MatchCollection mc = regex.Matches(data);
            int index = 0;
            foreach (Match m in mc)
            {
                string[] unit = m.Value.Split(',');
                heights[index % xSize, index / xSize] = float.Parse(unit[1]);
                index++;
            }

            this.canvas1.Children.Clear();

            for (int x = 0; x < xSize; x++)
            {
                for (int y = 0; y < ySize; y++)
                {
                    Rectangle r = new Rectangle();
                    r.SetValue(Canvas.LeftProperty, (double)x * 2);
                    r.SetValue(Canvas.TopProperty, (double)y * 2);
                    double height = Math.Floor(heights[x, y] * 5);
                    Color fillColor;
                    if (height <= 0)
                    {
                        fillColor = Colors.AliceBlue;
                    }
                    else if (height > 255)
                    {
                        fillColor = Colors.Black;
                    }
                    else
                    {
                        byte colorValue = byte.Parse((255 - height).ToString());
                        fillColor = Color.FromRgb(colorValue, colorValue, colorValue);
                    }
                    r.Fill = new SolidColorBrush(fillColor);
                    this.canvas1.Children.Add(r);
                }
            }
        }
    }
}