Digitální model terénu

Daniel Ondráček, H2KNE12014

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.)

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

Zpracovánísoftware:• ATLAS DMT• Topol• TERRAmodeler• ArcGIS, ArcView• Intergraph

Děkuji za pozornost