Digitální model terénu

Prezentace na téma: "Digitální model terénu"— Transkript prezentace:

1 Digitální model terénu
Daniel Ondráček, H2KNE1 2014

2 Digitální modely terénu
=geometrický popis terénu Zjednodušené prostorové vyjádření tvaru skutečného terénu Ve spojení s polohopisnými informacemi umožňuje vytvořit prostorový model území Lze zkoumat jevy závislé na výškové členitosti krajiny (sklony, expozice, atd.)

3 Terén = Označení pro vertikální dimenzi zemského povrchu, je dán souhrnem vlastností zemského povrchu ovlivňovaného vnitřními i vnějšími silami Model terénu – prostý zemský povrch Model povrchu – zahrnuje vegetaci, budovy, vodstvo atd.

4 Zdroje dat Pozemní měření geodetická měření GNSS Dálkový průzkum Země
fotogrammetrie radarové snímání laserové snímání (LiDAR) Existující data ZABAGED DMÚ 25, DMÚ 50 další zdroje dat

5 Digitální model - definice
Digitální reprezentace reliéfu zemského povrchu v paměti počítače, složená z dat a interpolačního algoritmu, který umožňuje odvozovat výšky mezilehlých bodů Matematicko číselná simulace průběhu terénu, opírá se o kostru význačných prostorově určených bodů v terénu, které jsou vybrány tak, aby co nejlépe charakterizovaly vlastní průběh terénu

6 Pojmy DTM (digital terrain model) – zemský povrch ve smyslu holého povrchu bez vegetace DSM (digital surface model) – zemský povrch a vrchní plochy všech objektů na něm (střechy, koruny stromů a pod.) DEM (digital elevation model) – digitální model reliéfu pracující výhradně s nadmořskými výškami bodů

7 Dimenze prostoru 2D – souřadnice x,y – vektorová, rastrová grafika
2,5D – souřadnice x,y,z – jedné souřadnici x,y přiřazujeme jen jednu souřadnici z 3D – souřadnice x,y,z1,z2,z3 - přiřazujeme několik výšek (budovy, terénní stupně,…) =model povrchu 4D – souřadnice x,y,z1,z2,z3,t – například změna v čase

8 Proces terénního modelování
Tvorba – vzorkování reliéfu, formulování vztahů, konstrukce modelu Manipulace – modifikace a čistění modelu Interpretace – analýza, získávání informací z modelu Vizualizace – grafické ztvárnění modelu a odvozených informací Aplikace – vývoj vhodné aplikace pro různé disciplíny

9 Singularity Matematickou charakteristikou je nespojitost funkce či nespojitost její derivace Místa s narušeným hladkým průběhem, problémová místa v DMT – terénní stupně (hrany, zlomy...), vrcholy, sedla, údolnice, hřbetnice, … Řeší se přidáním povinných spojnic (hran) do modelu Umožňují definovat místa nespojitosti a ovlivnit způsob napojení sousedních plátů

10 Hrany Tvar hrany - Úsečka - Křivka ve vertikální rovině (2D křivka)
- Obecná křivka (3D křivka) Způsob navázání plátů Hladké navázání (spojitost terénu i jeho první derivace) Ostré navázání (terén spojitý, jeho derivace nespojitá) Zlom (terén nespojitý)

11 Typy povinných hran Hladké – vrstevnice, hřbetnice, údolnice; vyhlazení ve směru podélném i příčném Přímé – tvary vytvořené člověkem – lomy, jámy, navážky, konstrukce mostu, betonová deska; ostré zalomení terénu ve směru příčném, nevyhlazujeme Lomové - terénní stupně – meze, zlomy, okraje vozovek; ostré zalomení terénu ve směru příčném

12 Typy terénních modelů Polyedrický – elementární plošky jsou nepravidelné rovinné trojúhelníky, které k sobě přimykají a tvoří mnohostěn, který se přimyká k terénu Rastrový – množina elementárních plošek nad pravidelným rastrem, jedná se o zborcené čtyřúhelníky Plátový – povrch rozdělen na nepravidelné obecné plochy, hranice vedení se vedou po singularitách

13 Rastrový model (GRID) Využívá maticového uspořádání hodnot 2 varianty:
- Považuje buňku za plošku uzavřenou 4 body rastrové sítě, z nichž každý může mít jinou výšku, výsledný model tvořen zborcenými 4-úhelníky - Pokládá buňku za objekt reprezentující pravoúhlou plošku integrálně a přiřazená hodnota reprezentuje atribut výšky pro celou plochu buňky Metody pro výpočet výšky: Prostorová aproximace Lineární predikce

14 Polyedrický model (TIN)
Terén je reprezentován trojúhelníky, čili sadou vrcholů, hran, plošek Nejvíce použivaný u vektorově orientovaných GIS 2 typy TIN struktury: - ukládají se jednotlivé trojúhelníky jako polygony s příslušnými atributy, registruje se identifikátor každého trojúhelníku a sousedních trojúhelníků - Ukládají se jednotlivé body spolu s informacemi o jejich sousedech

15 Plátový model Kombinace rastrového a polyedrického modelu, z trojúhelníkové sítě vzniká plátový model, který se skládá z obecných n-úhelníků Terén rozdělen na menší plošky, nemusí být rovinné, ale i zakřivené Plochy popsané polynomickými funkcemi navazují tak, aby byla zaručena spojitost derivací do daného řádu.

16 Zpracování software: ATLAS DMT Topol TERRAmodeler ArcGIS, ArcView
Intergraph

17 Děkuji za pozornost