Numeryczny Model Terenu

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Numeryczny Model Terenu"

Władysław Marek
7 lat temu
Przeglądów:

1 Numeryczny Model Terenu Defncja NMT Numeryczny Model Terenu jest numeryczną reprezentacją powerzchn terenu umoŝlwającą określene wysokośc H dowolnego punktu o znanych współrzędnych XY, odtworzene kształtu powerzchn terenu a takŝe określene welkośc pochodnych do kształtu. określene wysokośc H dowolnego punktu o znanych współrzędnych XY to podstawowa funkcjonalność, wskazujemy mejsce (punkt o wsp. XY) a otrzymujemy wysokość terenu w tym mejscu odtworzene kształtu w postac przekrojów pozomych ponowych, rzutów perspektywcznych, tp. określene welkośc pochodnych do kształtu spadek (.pochodna), krzywzna (.pochodna), wystawa zbocza w NMT wyróŝnamy: dane - jest to zorganzowany zbór wybranych punktów powerzchn algorytm nterpolacj wysokośc w mejscy XY na podstawe danych zamplementowany w programe komputerowym Dane {X,Y,H } Obszar opracowana NMT przykładowe mejsca w których wysokość określa NMT Kpyka SIP IŚ - NMT Kpyka SIP IŚ - NMT NMT NMPT NMT DTM (Dgtal Terran Model) model pow. topografcznej (rzeźba terenu) DTM, DSM, ndsm NMPT DSM (Dgtal Sufrace Model) numeryczny model pokryca terenu Kpyka SIP IŚ - NMT 3 Kpyka SIP IŚ - NMT 4

2 Opracowane NMT obejmuje pozyskwane danych => pomar bezpośredn, fotogrametryczny, laserowy, radarowy,... przetwarzane danych => od danych źródłowych do docelowej struktury NMT UŜytkowane jako oblgatoryjny element w klasycznym procese ortorektyfkacj (korekta przesunęć radalnych) opracowywane produktów pochodnych np. spadk, wystawa zboczy (aspekt) wzualzowane NMT: warstwce, mapa hpsometryczna, cenowana, rzuty perspektywczne, tp. wykorzystane NMT jako element składowy analz np. modelowane erozj, wyznaczene obszarów do zalesana, stref zalewowych Postace NMT czyl jak moŝe być zorganzowany zbór danych {X,Y,H }. punktowy model regularny - satka kwadratów, prostokątów (GRID). punktowy model neregularny zorganzowany w trójkąty - neregularna seć trójkątów (TIN - Trangular Irregular Network) (TIN) 3. hybrydowy: + (satka regularna plus lne punkty charakterystyczne) Kpyka SIP IŚ - NMT 5 Kpyka SIP IŚ - NMT 6 Sztuczne formy terenowe dokładnej reprezentuje model TIN... Droga w nasype Dwa zasadncze problemy NMT ) problem próbkowana (samplng problem) dobór charakterystycznych punktów powerzchn w celu uzyskana najlepszego efektu przy mnmalzacj lośc danych ) problem przedstawena powerzchn (representaton problem) GRID satka pomja punkty załamana nasypu TIN dobra charakterystyka nasypu ale w GIS częścej uŝywamy postac GRID Kpyka SIP IŚ - NMT 7 Kpyka SIP IŚ - NMT 8

3 GRID Zalety. Dogodny do przechowana zarządzana. Łatwe przetwarzane analzowane (np. wygładzane, spadk, azymuty, komponent w analzach grdowych) 3. Prosta wzualzacja 3D w tym drapowane 4. Łatwa wymana danych (ne modelu) Wady. nadaje sę do opsu terenów płaskch lub pofalowanych, bez elementów krawędzowych neregularnych form terenowych. Dla terenów górzystych koneczna duŝa gęstość satk TIN Zalety. dobrze modeluje tereny urozmacone, w tym zawerające necągłośc. Zachowuje dokładność danych źródłowych Wady. ZłoŜony proces trangulacj. ZłoŜona postać zapsu (punkty powązana w trójkąty) 3. Trudne przetwarzane (np. wygładzane) 4. Brak standardu wymany Kpyka SIP IŚ - NMT 9 Kpyka SIP IŚ - NMT 0 Interpolacja w modelu GRID Najczęścej nterpolacja parabolodą hperbolczną: Interpolacja w modelu NMT Najczęścej nterpolacja planarna h( x, y) 4 = 4 w h w w = P P 3 P P 3 h( x, y) 3 = 3 w = P w h w Kpyka SIP IŚ - NMT Kpyka SIP IŚ - NMT

4 Typowe produkty pochodne z NMT Spadk terenu mapa spadków Ekspozycja zboczy (aspekt) mapa ekspozycj Formy wklęsłe wypukłe mapa Typowe sposoby prezentacj NMT Mapa warstwcowa Mapa hpsometryczna Relef cenowany Rzuty perspektywczne Spadek (nachylene) terenu :. kąt nachylena stycznej do terenu do pozomu w określonym kerunku; szczególny przypadek - w kerunkach E, N (spadek w przekrojach ponowych XH, YH). Maksymalny (wypadkowy) wektor styczny do terenu o kerunku wyznaczonym przez rzut normalnej do powerzchn; ma kerunek (azymut-kąt pozomy) kąt spadku (kąt ponowy albo długość -jako funkcja nachylena do pozomu); kerunek odpowada ln spadu kąt nachylena do pozomu w kerunku ln spadu Kpyka SIP IŚ - NMT 3 Kpyka SIP IŚ - NMT 4 Spadek jest wyraŝany: jako kąt w stopnach jako tangens kąta Przykładowy algorytm oblczana spadków dla NMT w postac GRID NMT w postac GRID GRID zawera I x J węzłów, nterwał X, Y h = f ( + X, j + Y) =, I; j=, J jako tangens kąta w % Uwaga: spadek 45 o odpowada XXX% s α H H H 3 H 8 H 0 H 4 H 7 H 6 H 5 Algorytmy oblczena spadku Algorytm Rttera / Flemnga-Hoffera (Idrs, Surfer) H x = H 8 H 4 H Y = H 6 H H x sx = H y s y = s X Y xy = arc tg sx + s y Kpyka SIP IŚ - NMT 5 Kpyka SIP IŚ - NMT 6

5 Mapa hpsometryczna Mapa spadków Mapa hpsometryczna Relef cenowany Kpyka SIP IŚ - NMT 7 Kpyka SIP IŚ - NMT 8 Mapa spadków Mapa ekspozycj Rzut perspektywczny Kpyka SIP IŚ - NMT 9 Kpyka SIP IŚ - NMT 0

6 Analza wdocznośc na podstawe NMT Źródła danych dla NMT/NMPT Pomar geodezyjny bezpośredn pomar lokalny, mapy syt.-wys. Materały kartografczne początk GIS, szybke załadowane danych Pomar fotogrametryczny duŝe obszary, pomar koneczny dla ortofotomapy Lotncze skanowane laserowe dokładność H ok. 0, - 0,3 m Interferometra radarowa dokładność ok. m Kpyka SIP IŚ - NMT Kpyka SIP IŚ - NMT koszt 000 Źródła danych Pomar bezpośredn fotogrametra 00 pułap lotnczy LIDAR 0 pułap sateltarny InSAR SPOT RADARSAT Dokładność RMSE [m] Kpyka SIP IŚ - NMT 3 Kpyka SIP IŚ - NMT 4

7 Od GIS D do GIS 3D GIS D geometra obektów jest płaska (x,y) ( klasyczny GIS) GIS +D NMT jako warstwa GIS (obekt cągły) GIS.5D atrybutam obektów GIS są wysokośc (jedna wysokość dla całego obektu) GIS 3D geometra obektów jest trójwymarowa (x,y,h) GIS 3D początkowa faza rozwoju Modelowane 3D dla celów wzualzacj (grafka 3D) - ntensywny rozwój kartografa 3D Podzał metod modelowana budynków reprezentacja szkeletowa reprezentacja płaszczyznowa podzał przestrzenny - reprezentacja wokselowa specjalzowany model dla budynków Cty GML W GIS obekty muszą meć swoją toŝsamość aby stanowły dane do analz W kartograf jest tylko rysunek obektów Kartografa 3D GIS 3D Kpyka SIP IŚ - NMT 5 Kpyka SIP IŚ - NMT 6 Model szkeletowy (krawędzowy, drutowy) wre - frame model Jest zbudowany jest z punktów krawędz łączących punkty. Najczęścej jest perwszym etapem budowana modelu powerzchnowego. Model płaszczyznowy Jest zbudowany z punktów, krawędz powerzchn rozcągnętych pomędzy krawędzam złoŝony z weloboków, najczęścej trójkątów lub prostokątów. Model opsuje tylko powerzchne bez wedzy o wnętrzu. Model szkeletowy Model powerzchnowy Kpyka SIP IŚ - NMT 7 Kpyka SIP IŚ - NMT 8

modelu budynków z teksturą fotorealstyczną Woksel jest trójwymarowym odpowednkem pksela.

8 Praca mgr. Małgorzata Swek Praca mgr. Małgorzata Swek Kpyka SIP IŚ - NMT 9 Kpyka SIP IŚ - NMT 30 reprezentacja wokselowa Tworzene modelu budynków z teksturą fotorealstyczną Woksel jest trójwymarowym odpowednkem pksela. Prezentacja ta polega na dekompozycj obektu 3D na dentyczne komórk uporządkowane według regularnej satk Kpyka SIP IŚ - NMT 3 M.Guzk / Compass Kpyka SIP IŚ - NMT 3

9 Pozomy szczegółowośc w projekce CtyGML Kpyka SIP IŚ - NMT 33 Kpyka SIP IŚ - NMT 34 Kartografa 3D czy GIS 3D? Modele 3D w Internece Wększość model 3D ne ma wydzelonych obektów które posadają swoja toŝsamość, ne ma topolog Jest to kartografa 3D a ne GIS 3D Kpyka SIP IŚ - NMT 35 Kpyka SIP IŚ - NMT 36

Podobne dokumenty

Prawdziwa ortofotomapa

Prawdziwa ortofotomapa Prawdzwa ortofotomapa klasyczna a prawdzwa ortofotomapa mnmalzacja przesunęć obektów wystających martwych pól na klasycznej ortofotomape wpływ rodzaju modelu na wynk ortorektyfkacj budynków stratege opracowana