Digitalni model reljefa: opis, vrste, vrste, konstrukcija

Digitalni model reljefa (dem) specijalizirana je baza podataka koja prikazuje oblik površine između točaka određene razine sastavljen interpolacijom podataka o nadmorskoj visini dobivenih iz izvora zemaljskog istraživanja i fotogrametrijskog prikupljanja na temelju pravokutne simulacijske mreže. GIS softver koristi digitalnu tehnologiju za trodimenzionalno snimanje, stvaranje kontura i izvođenje površinske analize.

Povijest razvoja i modernost

Pojam dem uveden je 1970-ih s ciljem razlikovanja najjednostavnijeg oblika modeliranja terena od složenijih vrsta elektroničkog prikaza površine. Izvorno se koristio isključivo za rasterske prikaze: visinske vrijednosti dane u čvorovima sjecišta pravilne mreže. Izgradnja digitalnog modela terena prethodno je trajala i do nekoliko mjeseci.

Danas su moderni dronovi sposobni prikupiti potrebne podatke, analizirati ih do najsitnijih detalja i izgraditi vizualni izgled u realnijem i učinkovitijem vremenskom okviru. Čak i najnepristupačnija ogromna područja zemlje sada se mogu pregledati i pretvoriti u model pomoću bespilotnih letjelica (UAV) opremljenih najsuvremenijom opremom.

Na dronove se mogu instalirati različite vrste radara, video kamera i drugih instrumenata kako bi se prikupile potrebne informacije za određeni digitalni model terena. Ova napredna tehnologija u kombinaciji s najbržim softverom daje najbolje rezultate u najkraćem mogućem roku.

Dana 26. Travnja 2016., globalna tvrtka za IT rješenja ama i AMA (Japanski tehnološki centar za daljinsko istraživanje) objavila je da je njihova usluga globalnih digitalnih karata 3 AMAP, nazvana AMAP 3 AMAP, prva usluga trodimenzionalnog modela terena od 5 metara s pokrivanjem cijelog svijeta, uključujući Antarktiku. Usluga djeluje na temelju tri milijuna slika snimljenih od strane satelitskih satelita i nadograđenih satelitskih satelita za promatranje Zemlje (IAS) iz japanske zrakoplovne Agencije IAS (IAS).

U veljači 2014., IAS i IAS pokrenuli su uslugu 3 IAS digitalne karte s ograničenom pokrivenošću. Ova usluga predstavlja značajno poboljšanje u odnosu na postojeće usluge koje nude samo dozvole od 30 i 90 metara. Podaci ama, AMA3 ama već se koristi u više od 60 zemalja.

Pojmovi, definicije i kratice

Digitalni model terena trodimenzionalna je slika površine terena stvorena iz podataka o nadmorskoj visini i predstavljena kao rasterski kvadratići ili trokutasta nepravilna mreža.

Dem iPhone-rasterske mreže geoznanosti koje su poredane u nizu profila "jug-sjever". Kao i drugi parametri u vezi s oceanom, matrice su izvorno stvorene kao listovi koji odgovaraju topografskim četverokutima:

• velikih razmjera -7,5 / 15 minuta;
• intermedijar - 30 minuta;
• mali-1 stupanj.

Pločice za izgradnju digitalnog modela terena dostupne su za besplatno preuzimanje u mnogim državnim i regionalnim klirinškim centrima.

Internet-digitalna karta reljefa, odnosno prikaz Zemljine površine.

Internet-skup metoda koje se koriste za dobivanje ili predstavljanje dem-a.

Dem filtriranje-skup tehnika primijenjenih za poboljšanje geomorfološke sličnosti matrica.

Analiza ili parametrizacija terena-postupak kvantificiranja detalja terena.

Analiza digitalnih modela reljefa (IAS) koristi se kao opći pojam za određivanje parametara primjene.

Terrain - kartice ili slike izvedene iz baze podataka pomoću aplikacije ACE.

Izvori podataka

Topografija ili reljef-oblik ili konfiguracija terena predstavljena na karti konturnim linijama, hipsometrijskim nijansama i sjenčanjem. Trenutno postoji pet glavnih izvora za dobivanje podataka za stvaranje digitalnog modela terena:

• zemaljska istraživanja;
• ugrađeno fotogrametrijsko prikupljanje informacija;
• postojeće kartografske ankete, poput topografskih karata;
• zračno lasersko skeniranje;
• stereoskopske ili radarske satelitske slike.

Ove metode prikupljanja matrica uspoređuju se uzimajući u obzir četiri aspekta:

• cijena;
• točnost;
• gustoća uzorkovanja;
• zahtjevi za predobradu.

Tradicionalno su slične informacije prikupljali geodeti iz zemaljskih istraživanja, nakon čega je uslijedila poluautomatska digitalizacija stereoploterima. To je najtočnija, ali i najskuplja metoda prikupljanja podataka. Najnovija dostignuća odnose se na automatsko mapiranje stereo slika, upotrebu slika s laserskim skeniranjem, daljinsko otkrivanje bilo sa stereoskopskim preklapanjem (IAS, IAS) ili INTERFEROMETRIJSKIM fotografijama.

Drugi visoko učinkovita moderna metoda postoji ugrađeni i svemirski interferometrijski radarski sustav koji se koristi za točno dobivanje podataka i o zemljišnom pokrivaču i o terenu.

Vrste digitalnih reljefnih modela

Usporedba više površina nadmorske visine može se koristiti za usporedbu tri nadmorske visine ili za procjenu volumena objekata. Lasersko skeniranje primjenjuje se na izgradnju zgrada, dalekovoda, otvorenih jama, tekstura terena, pa čak i geometrije valova na moru.

Postoje različiti načini modeliranja nadmorske visine: digitalni modeli terena( dem), digitalni modeli površine( dem), digitalni modeli terena (dem) i trokutaste nepravilne mreže (TNS).

DECM bilježi prirodne i ugrađene značajke na Zemljinoj površini i koristan je u 3-a-simulacijama za telekomunikacije, urbano planiranje i zrakoplovstvo, budući da su objekti istraživanja prikazani s visinom iznad razine tla.

Dem je čista rasterska mreža vezana za vertikalni koordinatni sustav. Kada programer filtrira točke poput mostova i cesta, dobiva glatki digitalni model terena. Izgrađeni dalekovodi, zgrade i vrste vegetacije nisu uključeni u DEM. Model konture čistog zemljišta posebno je koristan u planiranju hidrologije, tla i korištenja zemljišta.

CMM ima dvije definicije ovisno o zemlji primjene. U nekim je zemljama zapravo sinonim za dem i označava površinu nadmorske visine koja predstavlja čistu zemlju vezanu za zajednički vertikalni element.

U Sjedinjenim Državama postoji još jedna definicija digitalnih modela reljefa-to je vektorski skup podataka koji se sastoji od Redovito raspoređenih točaka i prirodnih značajki poput grebena i linija prekida. Dopunjuje dem, uključujući linearne karakteristike Zemljine površine.

U Rusiji se za CMM koristi GOST R 52440-2005, prema kojem je dizajniran za stvaranje kartografske baze prostorne reference geopodataka dobivenih tijekom izvođenja inženjerskih i istraživačkih studija, zemljišnih i katastarskih radova, izmjera, statističkih studija, drugih posebnih radova i istraživanja.

Ovaj se model obično stvara stereo fotogrametrijom. Točke su redovito raspoređene i karakteriziraju oblik golog terena. Iz ovih pravilnih i konturnih linija moguće je interpolirati dem u DEM. Ona predstavlja prepoznatljive značajke Zemljine površine je puno bolje zbog trodimenzionalnih linija diskontinuiteta i redovito raspoređenih trodimenzionalnih točaka mase.

Triangulirana nepravilna mreža

Za modeliranje kontinuiranog područja na temelju izmjerenih podataka, točke terena koje leže između mjerenja moraju biti povezane računskim metodama. Da bi se to postiglo, pojedinačne točke prvo se spajaju u trokutastu površinu, koja je dostupna u vektorskom formatu (IAS: TRIANGULIRANA nepravilna mreža) interpolacijom.

Ako je potrebno, vektorski podaci pretvaraju se u rasterski format, poput mreže fiksne veličine ćelije. Za to se koriste razne matematičke metode. Važno je testirati simulacije kako biste odlučili koji od najrealnijih odabrati za područje koje se proučava. Iako neki GIS programi, na primjer, mogu obrađivati oceane, drugi rade samo s rasterskim geomodelima. Ovisno o mjestu osnovnih mjernih točaka, prikazani su različiti izgledi.

Alati za dobivanje podataka o nadmorskoj visini

Nakon odabira metode za stvarnu površinu terena, odabire se alat za dobivanje mjerenja. Trenutno se široko koristi:

1. Drone.
2. Internet-mjeri reflektiranu svjetlost koja se odbija od zemlje i vraća se senzoru kako bi se dobila visina Zemljine površine.
3. Stereo fotogrametrija iz zračne fotografije.
4. Višenamjenski stereo prikaz za snimanje iz zraka.
5. Postavljanje jedinice iz optičkih satelitskih slika.
6. Interferometrija iz radarskih podataka.
7. Kinematički TV u stvarnom vremenu.
8. Topografske karte.
9. Teodolit ili totalna stanica.
10. Doppler radar.

Neke tehnike daljinskog istraživanja za dobivanje dem-a:

1. Satelitska interferometrija-radar sa sintetičkim otvorom blende, poput "topografske misije Iphine", koristi dvije radarske slike s antena snimljenih istovremeno za stvaranje digitalnog modela reljefa.
2. Fotogrametrija - u zračnoj fotografiji fotogrametrija koristi fotografije s najmanje dvije različite točke gledišta. Slično načinu na koji funkcionira ljudski vid, on je u stanju dobiti dubinu i perspektivu zahvaljujući pojedinačnim panoramskim točkama.

Interpolacija digitalnih konturnih karata

Starije metode generiranja dem-a često uključuju interpolaciju digitalnih konturnih karata koje su mogle biti dobivene izravnim ispitivanjem Zemljine površine. Ova se tehnika još uvijek koristi u planinskim područjima gdje interferometrija nije uvijek zadovoljavajuća.

Podaci o konturnoj liniji ili bilo koji drugi DB skupovi uzoraka pomoću snimanja na internetu ili na terenu nisu digitalni model terena (dem), ali se mogu smatrati digitalnim modelima terena. CMM podrazumijeva da je nadmorska visina stalno dostupna na svakom mjestu istraživanog područja.

Kvaliteta matrice je mjera koliko je točna visina svakog piksela (apsolutna točnost) i koliko su precizno prikazani detalji (relativna točnost). Nekoliko čimbenika igra važnu ulogu u kvaliteti proizvoda dobivenih matricom:

• nepravilnosti terena;
• gustoća uzorkovanja;
• metoda prikupljanja podataka o nadmorskoj visini;
• razlučivost mreže ili veličina piksela;
• algoritam interpolacije;
• vertikalna razlučivost;
• algoritam analize terena.

Referentni 3 Proizvodi za UMP uključuju kvalitetne maske koje pružaju informacije o obali, jezeru, snježnom pokrivaču, oblacima i korelaciji.

Istraživanje s GIS-om

Prvi korak za korištenje alata za pretraživanje u svemiru za stvaranje značajke točke na traženoj adresi je uspostavljanje projekcije za to područje. Pomoću mrežnog alata za podatke tada se možete povezati sa snimkama visoke razlučivosti. GIS stranica ima niz korisnih slojeva koje možete dodati. Vektorski podaci učitavaju se u obliku shapefiles pomoću internetskog preglednika u oceanima jednostavnim povlačenjem i ispuštanjem datoteka.

Tehnologija za izgradnju digitalnih modela terena:

1. Preuzmi internet.arhiva podataka. Veličina arhive je 2,5 MB.
2. Raspakirajte arhivu u direktorij na tvrdom disku.
3. Otvorite arhivu.zip.
4. Stvorite poddirektorij pod nazivom "Internet" u direktoriju u kojem se podaci spremaju.
5. Dohvaćaju sve datoteke iz arhive u novom poddirektoriju.
6. Krajnji rezultat bit će dva poddirektorija, jedan koji sadrži dem od 30 metara, a drugi koji sadrži dem od 10 metara.
7. Ovi skupovi podataka imaju raniji format širenja nadmorske visine u vodoravnim (pikseliziranim) jedinicama i reprezentativni su za područje pokriveno listom topografske karte 1: 24 000.
8. Lansiraju Se Oceani.
9. Otvorite dem odabirom "Datoteka" > «Otvori datoteku"zatim se prebacuju u direktorij DEM_30m ili DEM_10m, otvaranje datoteka bushkill_pa.dem.
10. Koristite alate za zumiranje i pomicanje po internetu za zumiranje i pomicanje po internetu.
11. Gumb "puni prikaz" (ikona dom) ažurira izvorni puni prikaz skupa podataka.
12. Da biste vidjeli podatke dem-a s sjenčanjem brda, pronađite gumb za uključivanje / isključivanje sjenčanja brda, u donjem lijevom kutu gdje se nalaze sunčeve zrake.
13. Uključuju sjenčanje brda.
14. Izgled izgleda možete promijeniti odabirom "Alati"> "Prilagodi" promjenom postavki u" vertikalnim opcijama "i" opcijama sjenčanja", odaberite boju iz svakog gumba "niska boja" ili "visoka boja" u području gradijentnog sjenčanja.
15. Pritisnite gumb "Primijeni".
16. Idite na karticu "vertikalni parametri" i eksperimentirajte s klizačem "vertikalno pretjerivanje", kliknite "Primijeni".
17. Idite na alat za preuzimanje nacionalne karte.
18. Provjerite je li trenutni opseg odabran u izborniku iznad karte. To označava područje na karti za koje treba pronaći podatke.
19. Proširite odjeljak "IAS (3 IAS)" u lijevom izborniku i potvrdite okvir pored bilo kojeg skupa podataka koji želite učitati.
20. Kliknite gumb "Pronađi proizvode" i upotrijebite veze u rezultatima pretraživanja kako biste prikazali područje svakog skupa podataka na karti i učitali željeni dem.
21. Stvorit će se arhiv za internet koji se može spremiti na tvrdi disk.
22. Pokrenite i idite u mapu u kojoj je spremljena Arhiva.
23. Dvaput dodirnite naziv datoteke. Podaci bi se trebali prikazati-program ih može čitati čak i u komprimiranom obliku.
24. Slika podataka o iPhoneu trebala bi E pojaviti u prozoru iPhone.
25. Ako je i dalje vidljiv, otvorite Control Center i poništite potvrdni okvir s potvrdnim okvirom. Pritisnite gumb "puni prikaz".
26. Da biste vidjeli podatke o ama s brda sjenčanja, pronađite ama / ama gumb na alatnoj traci u donjem lijevom kutu.
27. Uključuju sjenčanje brda.
28. Izgled možete promijeniti odabirom "Alati"> "Prilagodi" i promjenom postavki u "vertikalnim opcijama" i "opcijama sjenčanja".
29. Metapodatke povezane s podacima o izgledu moguće je pregledati putem izbornika "Alati" > "Kontrolni centar". Dimenzije su u stupnjevima, a ne u metrima.

Softver

Dostupni su različiti računalni programi za obradu i interpolaciju mjernih točaka, uključujući softver posebno prilagođen mjernim instrumentima proizvođača geodetske opreme (Ace, Ace, Ace, Ace, Ace). U arheološkoj praksi, program Ipasina obično se primjenjuje za obradu i prepisivanje stvarnih trodimenzionalnih mjernih podataka. Možete kupiti dodatne module ili napredne verzije za izradu konturnih linija i 3 modela s pomakom. Za dizajn 2.5 površina, može se koristiti bilo koji GIS program. Između ostalog, podaci geofizičkih istraživanja mogu se lako čitati i projicirati pomoću podataka mjerenja terena.

Konturni planovi mogu se kreirati u formatu oceana. Datoteke se izvoze u TV. Zasjenjeni ili obojeni rasporedi terena izvoze se u različite grafičke formate (Ace, Ace, Ace) i integriraju se u ACE. Rezultirajući modeli obično su predstavljeni u rasterskom formatu, u kojem se vrijednost visine dodjeljuje ćeliji definiranoj kutnom koordinatom u odnosu na određenu duljinu stranice. U principu, bitmap varijante slične su slikovnim podacima, osim što se umjesto vrijednosti boje pohranjuje vrijednost visine.

Pretvaranje rasterskih digitalnih modela reljefa na TV-u iz jednog formata u drugi u GIS programu obično nije problem, pa ovdje nije potreban određeni format, pogotovo jer su oni često već fiksirani u preduvjetnim tehničkim uvjetima. Ovisno o odabranom izlaznom mediju, odabiru se različiti načini prikazivanja površina terena.

Datoteke (*.() često je teško izvesti u druge vektorske programe, na primjer, uneseve ili Uneseve za daljnje uređivanje. Međutim, da bi se uključili u Publikacije, planovi i crteži mogu se prikazati kao datoteke asa, pretvoriti u datoteke asa, proširiti ili izmijeniti programima za uređivanje slika.

Opseg metode

Točne informacije o površini Zemlje temeljne su u mnogim znanostima. Topografija kontrolira raspon procesa zemljine kore (isparavanje, protok vode, kretanje mase, šumski požari) koji su važni za razmjenu energije između fizičkog klimatskog sustava u atmosferi i biogeokemijskih ciklusa.

Ekologija istražuje ovisnosti između oblika života i okoliš, kao što su tlo, voda, klima i krajolik. Hidrologija se oslanja na znanje o konturi zemlje kako bi modelirala kretanje vode, ledenjaka i leda. Geomorfologija opisuje reljef prepoznavanjem procesa oblikovanja. Klimatologija istražuje protok temperature, vlage i čestica zraka.

Drugo područje primjene dem-a je globalna klasifikacija pokrova zemljišta. Precizno mapiranje i klasifikacija Zemljine površine na globalnoj razini najvažniji je preduvjet za modeliranje geoloških procesa velikih razmjera. Tijekom brojnih studija pokazalo se da su radarske slike prikladne za dokumentiranje i klasifikaciju prirodne vegetacije i poljoprivrednih područja.

U daljinskom istraživanju dem-ovi se koriste za ispravljanje slika ili dobivanje tematskih informacija u vezi s geometrijom senzora i lokalnim reljefom.

Stoga je za sinergijsku primjenu različitih GIS senzorskih sustava upotreba digitalnih modela terena preduvjet za kodiranje satelitskih slika i ispravljanje učinaka terena.