Блок анализа данных

1. Блок анализа данных

• выбор объектов по тем или иным критериям;
• редактирование информации и структуры баз
данных;
• геокодирование;
• построение буферных зон;
• оверлейные операции;
• сетевой анализ;
• картометрические функции;
• зонирование и районирование;
• создание моделей поверхностей.

2. Построение буферных зон

Буферные зоны – это полигоны, границы которых отстоят на
определенное расстояние от границ исходных объектов (например,
санитарно-защитные зоны, располагаемые на расстоянии до 2 км от
источника загрязнения, зоны отчуждения вокруг трубопроводов, зоны
равных расстояний и т.п.)

3. Оверлейные операции

Оверлейные операции. Суть состоит в наложении двух и более
информационных слоев с генерацией производных объектов, возникающих
при их геометрическом наслоении, с наследованием их семантики
(атрибутов).
4
1
6
1
1
0
3
2
8
3
0
2
5
5
0
4
2
4
1
6
1
3
2
8
5
5
0
+
-
5
2
6
6
2
10
0
9
7
0
1
0
3
0
6
3
0
2
0
2
6
4
2
0
1
3
0
=
=

4.

Оверлейные операции
слой с населенными
пунктами
слой с транспортной сетью
слой с речной сетью
слой с изогипсами
слой с растительностью
Окончательный вариант
карты

5. Оверлейные операции

A and B
A xor B
C
C
A
D
A or B
B
C
A not B
C
D
E

6. Цифровое моделирование рельефа

• Разработка методов и приемов по созданию цифровых моделей
рельефа (ЦМР),
• Совершенствование способов их практического использования
Цифровые модели рельефа (ЦМР) трехмерные массивы данных, образованные
множеством точек с плановыми
координатами абсцисс X и ординат Y, а
также соответствующими им отметками
высот или глубин – аппликат Z

7. Цифровое моделирование рельефа : создание

Z
3
z3
z2
z1
2
1
y3
Y
y2
y1
x1 x3
x2
X
ID
X
Y
Z
1
x1
y1
z1
2
x2
y2
z2
3
x3
y3
z3
…
…
…
…
n
xn
yn
zn
Цифровая модель рельефа (ЦМР)
Форматы представления ЦМР: GRID-модель и TIN-модель
GRID-модель
Изучаемую территорию нарезают на квадратные участки, внутри которых высота земной
поверхности считается постоянной
Определяется положение точек, высоты которых известны. Высоты точек присваиваются пикселу,
в который попала отметка
Затем по правилам интерполяции определяются значения высот всех прочих пикселов

8. Цифровое моделирование рельефа : создание

Модель TIN – Triangulated irregular network (нерегулярная треугольная сеть)
- представляет собой сеть треугольников, в вершинах которых находятся
высотные отметки. Строится она следующим образом:
Все точки с известными высотами соединяются попарно отрезками так,
чтобы они нигде не пересекались - в противном случае оставляют
кратчайший отрезок. Полученная сеть треугольников в топографии получила
название элементов триангуляции Делоне
Z
Y
трехреберные грани
X

9. Цифровое моделирование рельефа : создание

Z
Z
Y
Y
X
X
Высотные отметки в узлах регулярной сетки, например в
вершинах квадратов или прямоугольников; такой способ
обычен при строительстве и инженерных изысканиях,
эхолотировании, специальных видах площадного
нивелирования
Нерегулярное (случайное) размещение высотных отметок
в узлах произвольной сети; такие данные обычно
получают при съемках на местности – кипрегельной,
тахеометрической и т.п.
Z
Z
Y
Y
X
Размещение высотных отметок вдоль горизонталей или
изобат с определенным шагом; такие ЦМР генерируют
при оцифровке этих изолиний по географическим
картам
X
Получение высотных отметок в точках
пересечения горизонталей со структурными
линиями рельефа – осями водоразделов,
тальвегами т.п., что позволяет наиболее точно
зафиксировать морфологию рельефа

10. Цифровое моделирование рельефа: создание

Интерполирование – нахождение высот земной поверхности любой произвольной
точки, для которой известны только плановые координаты X и Y, по некоторой сети
опорных точек, называемых узлами интерполяции, для которых известны все три
координаты – X, Y и Z.
Для GRID-моделей интерполяция необходима для получения непрерывной матрицы высот по
дискретным необязательно регулярным опорным точкам, в TIN-моделях она применяется с целью
сгущения сети треугольников, обычно весьма разреженной.
z
z
x или y
точная интерполяция
Точная интерполяция: линейный метод
d
z
d0
z0 = z1 + (z2 – z1) · d0 / d
z1
z0
порядковые номера
ячеек растра
z2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
x или y
x или y
аппроксимирующая интерполяция

11. Цифровое моделирование рельефа: применение

x
Нахождением по ЦМР высот произвольных точек
На растровую модель наносится искомая точка, высота пиксела, в который она попадает,
наследуется и самой точкой
y
Автоматизированное построение изолинейных карт
Пикселы растровой модели последовательно анализируются и те из них, которые
численно равны или близки заданным величинам, группируются в изолинии
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
4
5
5
6
5
5
5
6
7
7
7
6
6
5
8
8
7
7
8
9
9
8
изолиния
Расчет морфометрических показателей рельефа: углов наклона и экспозиции
склона, поперечной и продольной кривизны склона.

12. Цифровое моделирование рельефа: применение

• Расчет сепаратрисс – структурных линий рельефа,
вдоль которых происходит смена экспозиций на
противоположную.
Тальвеги и водоразделы.
водораздел
тальвег

13. Цифровое моделирование рельефа: применение

• Оценка площадей криволинейных поверхностей и
объемов, заключенных между ними
Sист.
Z
Sист. < S
Sист.
Y
при α = 0°: Sист. = S;
S
S
X
Для равнинных территорий со средними углами наклона
поверхности 3 – 7° истинная площадь бывает больше
ортогональной на 1 – 2 %, в горных районах с углами до 20 – 30°
– на 10 – 15 %.

14. Цифровое моделирование рельефа: применение

• Оценка зон видимости/невидимости
2
1
зона
невидимости
зона
невидимости
зона
невидимости

15. Цифровое моделирование рельефа: применение

• Трехмерная визуализация эмуляция на плоскости
трехмерной сцены за счет
удаления невидимых
участков поверхности