Топографія. Лабораторна робота №2. Побудова цифрової моделі рельєфу на основі результатів топографічного знімання

1.

ТОПОГРАФІЯ
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2
ПОБУДОВА ЦИФРОВОЇ МОДЕЛІ РЕЛЬЄФУ НА
ОСНОВІ РЕЗУЛЬТАТІВ ТОПОГРАФІЧНОГО
ЗНІМАННЯ

2.

Під цифровою моделлю рельєфу (ЦМР) - в технології географічних інформаційних систем
зазвичай розуміють цифрове представлення топографічної поверхні у вигляді растра або регулярної
мережі осередків заданого розміру. У картографії під ЦМР будь-якого географічного поля, в тому числі і
рельєфу, розуміється певна форма представлення вихідних даних і спосіб їх структурного опису, що
дозволяє обчислювати (відновлювати) значення поля в заданій області шляхом інтерполяції і / або
екстраполірованія. В останньому випадку в коло визначення ЦМР, таким чином, включаються форма
завдання вихідних даних і спосіб обчислення значень поля в заданих точках.
Дані про рельєф можуть бути отримані шляхом натурних вимірювань, включаючи топогеодезичні
роботи на місцевості, промірні роботи на водоймах, дистанційне зондування, а також на основі
картометрических робіт.
Форма завдання вихідних даних про рельєф, їх детальність і достовірність визначають спосіб
просторової інтерполяції і екстраполяції в межах досліджуваної території, а також ступінь адекватності
побудованої моделі рельєфу.

3.

Просторова інтерполяція точкових даних грунтується на виборі аналітичної моделі топографічної поверхні. У
загальному випадку топографічна поверхня являє собою функцію двох змінних Z = f (X, Y), задану в деяких точках
досліджуваної області простору, кількість і взаємне розташування яких може бути, як зазначено вище, різним.
Завдання інтерполяції полягає в тому, щоб побудувати за цими даними цю функцію для всієї області, тобто задати
алгоритм обчислення функції f (X, Y) в будь-якій точці з координатами Х і Y
У зв'язку з неможливістю опису топографічної поверхні в межах всієї території однієї функцією, для просторової
інтерполяції поверхонь з регулярним розміщенням опорних точок зазвичай використовують кусково поліноміальних
і сплайна інтерполяцію із застосуванням в останньому випадку кубічних сплайнів (в тому числі, так званих Всплайнів, а також спосіб "порцій", введений Кунсом). Останній застосовується в тому випадку, коли опорні точки
розташовані на профілях розрізів. При нерегулярної схемою розташування опорних точок використовується кусково
поліноміальна інтерполяція із застосуванням як ортогональних, так і неортогональних полиномов, рядів Фур'є,
аналітична сплайн-інтерполяція (з використанням D-сплайнів), ковзне і ковзне зважене усереднення і деякі інші
методи.
Кількість використовуваних методою аналітичного опису топографічних поверхонь, що лежать в основі
просторової інтерполяції даних опорних точок і побудови цифрових моделей, як слід навіть з наведеного короткого
огляду, досить велике. При цьому результати просторової інтерполяції різними методами відрізняються один від
одного, іноді істотно. Окрему проблему становить вибір розміру осередку растра, що визначає ступінь генералізації
рельєфу при його моделюванні. Оцінка адекватності того чи іншого способу побудови ЦМР і вибір оптимального для
даного характеру рельєфу і суті вирішуваних завдань повинні ґрунтуватися на результатах зіставлення реального
рельєфу (або його картографічного подання) і побудованих цифрових моделей.

4.

Робота з програмою «CREDO Дороги»: запускаємо та створюємо новий проєкт. На одному рівні створюємо
новий вузол та імпортуємо необхідні файли. Після вдалого імпорту точок встановлюємо необхідний масштаб.
Рисунок 2.2 – Створення нового проекту
Рисунок 2.3 – Імпорт точок
Наступним етапом є побудова поверхні із заданими параметрами. Однак автоматично поверхня будується із
недоліками, які необхідно виправити вручну. Для цього обираємо команду «Перебросить ребро». Після вдалого
налаштування потрібно видалити малі трикутники.

5.

Рисунок 2.4 – Фінальний вигляд побудованої поверхні