Microsoft Word Общий отчет docx
Цифровые модели рельефа и их типы (Зорова А.)
жүктеу/скачать 3.64 Mb.
|
Цифровые модели рельефа и их типы (Зорова А.)Под цифровой моделью рельефа – ЦМР (digitalterrainmodel, DTM; digitalelevationmodel, DEM; DigitalTerrainElevationData, DTED) понимают средство цифрового представления поверхностей (рельефов) в виде совокупности отметок высот или глубин и иных значений аппликат (координат Z) в узлах регулярной сети с образованием матрицы высот нерегулярной треугольной модели TIN или совокупности записей горизонталей (изогипс, изобат) или иных изолиний. [Капралов, Кошкарев, Тикунов, 2005]. DEM – стандарт Геологической съемки США на цифровые модели рельефа. Применяется для их представления в растровом формате в виде матрицы высотных отметок в узлах регулярной сети, распространения и последующего использования в качестве основы для пространственного анализа во многих растровых ГИС. В проблематику создания ЦМР традиционно входят оценки источников данных о рельефе (в том числе их точности), выбора моделей пространственных данных для его описания, методы реализации модели применительно к решаемой задаче. Источники данных для ЦМР Множественность типов источников исходных данных о рельефе вызвана, в свою очередь, многообразием способов получения и организации первичных измерительных сведений, и их производных. Среди них геодезические работы и топографическая съемка местности, стереофотограмметрическая обработка фототеодолитных, аэро- и космических снимков, альтиметрическая съемка (рельеф суши), промерные работы и эхолотирование подводного рельефа акваторий океанов и внутренних водоемов, радиолокационная съемка рельефа ледникового ложа. Разнообразны и вторичные источники сведений о рельефе, например топографические карты и планы. Пространственная организация исходных данных о рельефе как множестве опорных точек модели (точек с известными высотными отметками) также различна. Их распределение может быть случайным, структурным и хаотическим. С учетом технологии получения и предобработки можно выделить системы высотных отметок рельефа в случайно расположенных точках – узлах нерегулярной сети (получаемых, например, в результате тахеометрической съемки), в частично упорядоченных множествах точек (инженерные изыскания, эхолотирование), в узлах регулярных решеток (специальные виды площадного нивелирования, предварительная обработка других моделей), линейно упорядоченные множества точек, получаемые путем цифрования карт, полностью или частично упорядоченные множества точек, генерируемые в процессе фотограмметрической обработки стереомоделей местности. Выделяют четыре типа исходных множеств: нерегулярно расположенных точек; нерегулярно расположенных точек, положение которых связано со структурой рельефа (структурные линии поля); точек, регулярно расположенных вдоль линий, слабо связанных со структурой поля (на изолиниях или профилях); регулярно расположенных точек (прямоугольные, треугольные или шестиугольные регулярные сети). Типы цифровых моделей рельефа Можно выделить два типа цифровых моделей рельефа: растровый триангуляционный (или модель TIN). Растровая модель пространственных данных – разбиение пространства (изображения) на далее неделимые элементы (пикселы) – применительно к ЦМР обозначает матрицу высот: регулярную (обычно квадратную) сеть высотных отметок в ее узлах, расстояние между которыми (шаг) определяет ее пространственное разрешение. Преимущество такой модели состоит в удобстве ее компьютерной обработки. К растровой, или как чаще ее называют матричной или регулярной модели, путем интерполяции, аппроксимации, сглаживания и иных трансформаций могут быть приведены ЦМР всех иных типов. Для восстановления поля высот в любой его точке по заданному множеству высотных отметок обычно применяются разнообразные методы интерполяции. К наиболее употребительным относятся: метод кригинга, средневзвешенная интерполяция по методу Шепарда, полиномиальное и кусочно-полиномиальное сглаживание. Триангуляционная модель, или модель TIN (Triangulated Irregular Network), – нерегулярная триангуляционная сеть, система неперекрывающихся треугольников. Вершинами треугольников являются исходные опорные точки. Рельеф в этом случае представляется многогранной поверхностью, каждая грань которой описывается либо линейной функцией (полиэдральная модель), либо полиномиальной поверхностью, коэффициенты которой определяются по значениям в вершинах граней треугольников. Для получения модели поверхности нужно соединить пары точек ребрами определенным способом, называемым триангуляцией Делоне, теоретические основы и алгоритмы решения которой на плоскости тесно связаны с задачей построения полигонов Тиссена (диаграмм Вороного). Триангуляция Делоне в приложении к двумерному пространству формулируется следующим образом: система взаимосвязанных не перекрывающихся треугольников имеет наименьший периметр, если ни одна из вершин не попадает внутрь ни одной из окружностей, описанных вокруг образованных треугольников. Образовавшиеся треугольники максимально приближаются к равносторонним. Каждая из сторон образовавшихся треугольников из противолежащей вершины видна под максимальным углом из всех возможных точек соответствующей полуплоскости. Интерполяция выполняется по образованным ребрам. Отличительной особенностью и преимуществом данной модели является отсутствие преобразований исходных данных. С одной стороны, это не дает использовать такие модели для детального анализа, но с другой стороны, исследователь всегда знает, что в этой модели нет привнесенных ошибок, которые часто свойственны моделям, полученным при использовании других методов интерполяции. жүктеу/скачать 3.64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|