1 Цифровая модель рельефа ЦМР это цифровое

1. Цифровая модель рельефа (ЦМР) — это цифровое представление земной поверхности как непрерывного явления, описывающее ее с определенной точностью. Под ЦМР понимают множество точек с известными геодезическими координатами и правило определения высоты любой другой точки, не входящей в это множество. Точки с известными геодезическими координатами в данном случае принято называть высотными пикетами. Правило определения высоты называют правилом интерполяции высот, или аналитической моделью рельефа (AMP). В последнее время без использования цифровых моделей рельефа не обходятся многие ГИС-проекты.

Задачи, решаемые путем применения ЦМР разнообразны и среди них можно выделить следующие: q q q q вычисление уклонов и экспозиции склонов, что важно в строительстве дорог и продуктопроводов, сельском хозяйстве при выборе полей под культуры с разными требованиями к освещенности; анализ поверхностного стока на территории; моделирование затопления территорий; анализ видимости, который используют при планировании коммуникационных сетей, в военном деле и других отраслях; ортокоррекция изображений; измерение площадей и объемов, получение профилей поверхности; просмотр данных в трех измерениях, создание виртуальных полетов над местностью и светотеневых моделей. Для решения таких задач требуются цифровые модели рельефа с различной плановой и высотной точностью.

Источниками информации для построения ЦМР служат топографические карты, стереопары аэро- и космических снимков, данные радиолокационной съемки и т. п. На точность построения рельефа оказывают влияние многие факторы, такие как, пространственное разрешение и геометрическое качество изображений, состояние атмосферы, масштаб карты, точность опорных точек и др. Построение цифровой модели рельефа – одна из важнейших задач инженерных изысканий для строительства и проектирования. Использование ЦМР значительно сокращает затраты времени по сравнению с традиционными технологиями получения отметок с топографических планов, определения направления величин стоков и др. , а технологии воздушного и лазерного сканирования позволяют решать эту задачу с максимальной точностью. Методы построения цифровых моделей рельефа различаются по схемам расположения высотных пикетов и по способам интерполяции высот в промежутках между ними.

q q q регулярных полурегулярных структурные

распространенными

Среди нерегулярных сеток чаще всего используется треугольная сеть неправильной формы модель TIN. Основным методом расчёта TIN является триангуляция Делоне, т. к. по сравнению с другими методами она обладает наиболее подходящими для цифровой модели рельефа свойствами. Впервые задача построения триангуляции Делоне была поставлена в 1934 г. в работе советского математика Б. Н. Делоне. Триангуляцией называется планарный граф, всё внутренние области которого являются треугольниками. Триангуляция Делоне для 250 точек, выбранных случайным образом в пределах прямоугольника. Всего образовано 484 треугольника

Определение триангуляции Делоне Эта триангуляция хорошо сбалансирована в том смысле, что формируемые треугольники стремятся к равноугольности. Наш алгоритм работает путем постоянного наращивания текущей триангуляции по одному треугольнику за один шаг. Вначале текущая триангуляция состоит из единственного ребра оболочки, по окончании работы алгоритма текущая триангуляция становится триангуляцией Делоне. На каждой итерации алгоритм ищет новый треугольник, который подключается к границе текущей триангуляции. Определение границы зависит от следующей схемы классификации ребер триангуляции Делоне относительно текущей триангуляции. Каждое ребро может быть спящим, живым или мертвым: спящие ребра: ребро триангуляции Делоне является спящим, если она еще не было обнаружено алгоритмом; живые ребра: ребро живое, если оно обнаружено, но известна только одна примыкающая к нему область; мертвые ребра: ребро считается мертвым, если оно обнаружено и известны обе примыкающие к нему области.

2. СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА В ЦИФРОВОЙ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ PHOTOMOD Еще сравнительно недавно основу стереофотограмметрического производства составляли: аналоговые и аналитические приборы, которые и сегодня обеспечивают высококачественноенаблюдение снимков и, как результат, наибольшую точность в сравнении с современными цифровыми стереообрабатывающими комплексами. ЦФС «PHOTOMOD» разработана ОАО «Ракурс» (Россия) в содружестве с ведущими специалистами России и ныне используется более чем в сорока странах мира, а также во многих учебных заведениях России и стран СНГ. Система обеспечивает возможность обработки наземных, аэро- и космических аналоговых и цифровых снимков центральной проекции, полученных топографическими съемочными системами или неметрическими (любительскими) камерами, а также материалов радиолокационной съемки и оптико-электронного сканирования. Основные компонеты ЦФСPhotomod и связи между ними

Построение цифровой модели рельефа Одним из наиболее эффективных способов цифрового моделирования рельефа местности является сеть неперекрывающихся треугольников, ребра которых представляют собой линии интерполяции, а грани – соответствующие им фрагменты физической поверхности. Такая сеть треугольников, известная в литературе как TIN (Triangulated Irregular Network), строится по алгоритму Делоне и улучшается путем внедрения дополнительных элементов в виде структурных линий – водоразделов, береговых линий, тальвегов и др. , указывающих направления интерполяции уклоном.

Цифровая модель рельефа (ЦМР) создается в автоматическом режиме, в соответствии с выбранными параметрами (стратегией моделирования), и сводится к построению триангуляции Делоне с учетом структурных линий. Оценка точности ЦМР характеризуется разностями высот фотограмметрических точек, полученных при построении сети фототриангуляции и линейной интерполяции по построенной модели. Сводные данные в виде перечня точек, их координат, величин невязок по высоте, а также максимальных, средних и средних квадратических значений ошибок отражаются в соответствующем окне. Сопоставление этих данных с допусками, установленными Инструкцией по фотограмметрическим работам, позволяет судить как о качестве построения модели, так и необходимости ее контроля с целью локализации и устранения возможных ошибок измерений.

Цифровые фотограмметрические системы используют самые разнообразные способы контроля цифровой модели рельефа, в том числе визуализацию элементов модели TIN (структурных линий, вершин, ребер и граней) в 3 D-окне, фильтрация выбросов по Z-диапазону и фильтрация выбросов, представляющих собой меру отличия уклона грани, образованной вершинами TIN, от окружающих или от горизонтальной плоскости. Выявленные ошибки устраняются в процессе редактирования модели TIN путем изменения положения вершин, граней, включения новых структурных линий, изменения отметок точек сети и структурных линий и т. п. Наблюдения и измерения снимков по стереопарам предопределяют необходимость реализации целого ряда дополнительных функций программного обеспечения, связанных с объединением элементов ЦМР в единую модель, «вырезанием» построенных в границах рабочих площадей стереопар ЦМР и последующей их «сшивкой» в глобальную модель и пр. Все это делает программные средства цифровых фотограмметрических систем достаточно сложными для освоения, насыщенными инструментальными средствами для работы с пространственными объектами.

3. ОРТОТРАНСФОРМИРОВАНИЕ СНИМКОВ ОРТОТРАНСФОРМИРОВАНИЕМ q q DEM (Digital. Elevation. Model) триангуляции Делоне (TIN) Arc. GIS

ортофотоплан Фотоплан в среде Map. Info

Стереотопографический метод Цифровая фотограмметрическая станция «Талка» ЦФС «Талка» версии 3. 3 q Импорт классификатора; q Стереоскопическое построение рельефа; q Стереоскопическое построение гидрографии; q Построение горизонталей; q Редактирование горизонталей; q Цифрования элементов рельефа, не выражающихся горизонталями; q Расстановка пикетов на характерных местах; q Расстановка бергштриховна горизонталях; q Экспорт готовой карты.

горизонталей бергштрихов