На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Цифровое моделирование рельефа

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 31.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 6. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     Цифровое  моделирование рельефа
     Под цифровым моделированием рельефа и анализом поверхностей понимается:
    создание и обработка цифровых моделей рельефа;
    расчет производных морфометрических характеристик (углов наклона, экспозиции и формы склонов);
    построение трехмерных изображений местности, профилей поперечного сечения;
    вычисление объемов;
    генерация линий сети тальвегов и водоразделов и иных особых точек и линий рельефа;
    интерполяция высот;
    построение изолиний по множеству значений высот;
    автоматизация аналитической отмывки рельефа;
    цифровое ортотрансформирование изображений;
    моделирование трехмерных объектов в рамках моделей данных «истинных» трехмерных ГИС (геоинформационные системы).
     На  основе ЦМР (цифровая модель рельефа), в свою очередь, возможно быстрое создание серии тематических карт важнейших морфометрических показателей: гипсометрической карты, карт крутизны и экспозиций склонов (рис. 2, 3), а на их основе и карт эрозионной опасности, направлений поверхностного стока, геохимической миграции элементов, устойчивости ландшафтов и т.п.

 Рис. 2. Фрагмент  ЦМР Июсского природного парка  (Хакасия), представленнойв виде  гипсометрической карты с теневой  отмывкой рельефа.

Рис. 3. Та же ЦМР, но представленная в виде карты крутизны склонов.
     1.4. Регулярная сеть высот (GRID)
     Растровая модель рельефа предусматривает  разбиение пространства на далее  не делимые элементы (пикселы), образуя матрицу высот – регулярную сеть высотных отметок. Подобные цифровые модели рельефа создаются национальными картографическими службами многих стран. Регулярная сеть высот представляет собой решетку с равными прямоугольниками или квадратами, где вершины этих фигур являются узлами сетки (рис. 9–11).
     
Рис. 9. Трёхмерная модель рельефа окрестностей пос. Коммунар (Хакасия), построенная на основе регулярной сети высот.
  
Рис. 10. Увеличенный  фрагмент модели рельефа на рис. 9, показывающий растровую структуру модели. 

 Рис. 11. Отображение регулярной  сети высот на плоскости. Модель  впадины, представленная в виде  матрицы высотных отметок.
     При создании регулярной сети высот (GRID) очень  важно учитывать плотность сетки (шаг сетки), что определяет её пространственное разрешение (см. рис. 10, 11). Чем меньше выбранный шаг, тем точнее ЦМР  – выше пространственное разрешение модели, но тем больше количество узлов сетки, следовательно, больше времени требуется на расчет ЦМР и больше места на диске. Например, при уменьшении шага сетки в 2 раза объём компьютерной памяти, необходимой для хранения модели, возрастает в 4 раза. Отсюда следует, что надо найти баланс. К примеру, стандарт на ЦМР Геологической съемки США, разработанный для Национального цифрового картографического банка данных, специфицирует цифровую модель рельефа как регулярный массив высотных отметок в узлах решетки 30х30 м для карты масштаба 1:24 000. Путём интерполяции, аппроксимации, сглаживания и иных трансформаций к растровой модели могут быть приведены ЦМР всех иных типов. Для восстановления поля высот в любой его точке (например, в узле регулярной сети) по заданному множеству высотных отметок (например, по цифровым записям горизонталей) обычно применяются разнообразные методы интерполяции (кригинга, Шепарда, полиномиального и кусочно-полиномиального сглаживания).
Нерегулярная  триангуляционная сеть (TIN)
     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: имеет наименьший индекс гармоничности как сумму индексов гармоничности каждого из образующих треугольников (близость к равноугольной триангуляции), свойства максимальности минимального угла (наибольшей невырожденности треугольников) и минимальности площади образуемой многогранной поверхности [Мусин О.Р., 1999; Скворцов А.В., 2002].
     Построение  профилей поперечного  сечения рельефа
     Имея  цифровую модель рельефа, можно построить  любой профиль поперечного сечения  рельефа простым «протягиванием»  мыши (рис. 45).
     
     Рис. 45. Построение профиля через долину р. Белый Июс (Хакасия) на основе ЦМР в программе ArcMap c использованием модуля 3D Analyst комплекса ArcGIS (ESRI Inc.)
     Необходимо  помнить, что точность профилей, построенных  на основе цифровой модели рельефа, напрямую зависит от точности и корректности исходных данных для модели и часто заметно ниже, чем точность профилей, построенных в результате полевой инструментальной съёмки. 
 

     При цифровом моделировании используются нивелирные рейки с цифровыми нивелирами - рейки со специальной шкалой, которая считывается и распознается прибором (цифровым нивелиром). Такой код выглядит как сочетание белых и черных полос различной ширины и эти сочетания не повторяются на всей протяженности рейки. Самые точные нивелирные рейки - это те, где штрих-код нанесен на инварную полосу - такие рейки называются инварными и используются для высокоточных работ.
     Цифровой  нивелир - это современный электронный нивелир, в котором при работе используется специальная рейка и отсчет снимается автоматически. Прибор наводится на рейку, выполняет измерение и отображает на экране полученное значение и расстояние до рейки. Суть технологии цифровых нивелиров заключается в распознавании специального кода, нанесенного на рейку и особом устройстве считывания в нивелире. Преимуществом использования цифровых нивелиров является исключение личных ошибок наблюдателя (снятие отсчета, запись измерений), быстрота выполнения операций и автоматизация обработки измерений. Цифровые нивелиры обычно оснащены запоминающим устройством и измерения (или вычисления) в зависимости от типа памяти могут быть сохранены во внутренней памяти или съемном носителе.
     Моделирование рельефа в новых  программных продуктах CREDO III
     
       Рис. 1. Сценарий метода «Создать  поверхность вокруг точки»: 1) имеется  исходное множество всех рельефных точек; 2) по щелчку мыши с указанием точки в «пустом» месте временный контур создан по экстремальным координатам всех рельефных точек; 3) внутри данного контура построена (триангулирована) поверхность; 4) после директивы «Применить» временный контур исчезает и остается поверхность. 

        

       Рис. 2. Метод «Создать поверхность  в контуре»: вариант пересечения  контуром.
       

       Рис. 3. Метод «Создать поверхность  в контуре»: вариант полного обхвата  контуром существующей поверхности. 

     
      
       Рис. 4. Метод «Создать поверхность  в контуре»: вариант захвата контуром  структурной линии из другой  поверхности.
         а)       б)
       Рис. 5. Повышение достоверности модели  с заменой короткого ребра  (А) длинным (Б) — флип ребра
         а)          б)
        в)
       Рис. 6. Корректирование поверхности (А) с исключением вершины (Б) и удалением рёбер (В).
       а)  б)
       Рис. 8. Результаты моделирования  специальными методами: проектные  поверхности, созданные между  структурными линиями (А), и моделирование  участка рельефа с подпорной стенкой (Б). 
 
 

     Триангуляция  Делоне 

     
     Триангуляцией Делоне - треугольная полигональная сеть, образуемая на множестве точечных объектов путём их соединения непересекающимися отрезками.
     Триангуляцией Делоне для множества точек S (иногда именуемых сайтами) на плоскости называют триангуляцию DT(S), такую что никакая точка A из S не содержится внутри окружности, описанной вокруг любого треугольника из DT(S), такого, что ни одной из вершин его не является точка A.
     Свойства
      Триангуляция Делоне максимизирует минимальный угол среди всех углов всех построенных треугольников, тем самым избегаются «тонкие» треугольники.
      Триангуляция Делоне взаимно однозначно соответствует диаграмме Вороного для того же набора сайтов.
      Триангуляция Делоне максимизирует сумму радиусов вписанных шаров.
      Триангуляция Делоне минимизирует дискретный функционал Дирихле.
      Триангуляция Делоне минимизирует максимальный радиус минимального объемлющего шара.
      Триангуляция Делоне на плоскости обладает минимальной суммой радиусов окружностей, описанных около треугольников, среди всех возможных триангуляций.
     Вариации  и обобщения
     В трехмерном пространстве возможна аналогичная  конструкция с заменой окружностей  на сферы.
     Также используются и обобщения при  введении метрик, отличных от евклидовой.
     Применение
     Минимальное евклидово остовное дерево гарантированно располагается на триангуляции Делоне, поэтому некоторые алгоритмы  пользуются триангуляцией. Также через  триангуляцию Делоне приближённо решается евклидова задача о коммивояжёре.
     В двухмерной интерполяции триангуляция Делоне разбивает плоскость на самые «толстые» треугольники, насколько это возможно, избегая слишком острых и слишком тупых углов. По этим треугольникам можно строить, например, билинейную интерполяцию.
     Метод конечных элементов - метод численного решения дифференциальных уравнений в частных производных - предельно универсален, и с ростом мощи компьютеров и с отработкой стандартных библиотек исследователи склоняются именно к нему. Но до последнего времени ручной работой оставалось построение конечноэлементной сетки. В большинстве вариантов МКЭ погрешность обратно пропорциональна синусу минимального или максимального угла сетки, поэтому многие из алгоритмов автоматического построения сетки используют триангуляцию Делоне.
     Примечания
       Скворцов А. В. Триангуляция Делоне и ее применение. - Томск: Изд-во Томского уни-та, 2002.-128 с.  
 

     Цифровые карты
     Цифровое картографирование, определение цифровых карт
     В результате автоматизации топографо-геодезического производства возникло новое направление - цифровое картографирование местности.
     Под цифровым картографированием местности как части топографо-геодезического производства понимается технологический процесс, объединяющий сбор и обработку цифровой топографической информации, формирование на ЭВМ цифровой модели местности, хранение, дополнение и обновление её с помощью машинного банка данных, получение по этой модели различных аналитических и графических материалов в соответствии с предъявленными требованиями.
     В научном плане цифровое картографирование представляет собой новый метод, принципиально отличающийся от традиционных аналоговых и предназначенный для создания цифровой модели местности (ЦММ). Топографические планы и карты при этом рассматриваются как её производные. Потребители топографо-геодезической информации имеют возможность получать не один универсальный документ (топографическую карту или план), требующий дополнительной переработки, а целый ряд материалов различного содержания и формы, необходимых для решения конкретных задач. Такой подход обеспечивает потребности различных отраслей народного хозяйства в топографо-геодезических и картографических материалах, дает большой экономический эффект, обусловленный многократным и многоцелевым их использованием [6].
     В научно-технической литературе и нормативных документах приведены понятия цифровых моделей местности, электронных, цифровых карт, цифровых топографических карт, различные их классификации.
     Как в России, так и в других государствах, цифровые топографические карты и планы создаются государственными топографо-картографическими и кадастровыми службами и другими ведомствами государства, покрывая всю территорию или отдельные регионы и охватывая большую часть топографического масштабного ряда [2,6]. Цифровые карты (ЦК) в векторном формате - наиболее распространенный вид цифровой карты. Их создавали (в конце прошлого века) по технологии цифрования с помощью дигитайзера с ручным обводом или сканированием оригиналов с последующей векторизацией (в настоящее время), используя программные средства - векторизаторы. Альтернативный подход - растровая цифровая карта, создаваемая сканированием топографических карт.
     Векторная ЦК обладает рядом преимуществ. Тем не менее, практика показывает, что при отсутствии необходимости в векторной основе, ограниченности финансовых ресурсов и по другим причинам может быть использована растровая копия топографической карты (плана).
     Существенные недостатки растровой основы: трудность актуализации, ограниченные изменения масштаба изображения, невозможность разгрузки излишних элементов содержания и их атрибутов), трудность понимания, невозможность адресации к элементам содержания, большие объёмы данных, их труднопереносимость.
     В процессе цифрования происходит перевод исходных картографических материалов на твёрдой основе в цифровую форму. Используемое программное обеспечение  и цели работы накладывают определенный отпечаток на технологию цифрования, однако существуют требования, выполнение которых необходимо для создания качественного продукта в виде ЦК. Результатом цифрования является цифровая карта. Однако это еще «сырой» продукт. Для того чтобы ЦК стала законченным результатом, её качество должно быть оценено и признано удовлетворительным. Существуют различные способы нахождения и устранения ошибок - от ручных до полуавтоматических. Созданная по исходным картографическим материалам и прошедшая процедуры контроля цифровая карта является продуктом и используется далее в соответствии со своим предназначением.
      Под цифрованием принято понимать процесс перевода исходных (аналоговых) картографических материалов в цифровую форму, т. е. перевод графических  объектов исходных картографических материалов в цифровую форму.
     Создание ЦК может осуществляться с помощью дигитайзера или цифрового изображения исходных картографических материалов.
     С помощью дигитайзерного ввода основная масса ЦК создавалась до середины 1990 -х гг., а затем дигитайзеры уступили место цифрованию по растру. В настоящие время при создании ЦК дигитайзеры имеют ограниченную область использования.
     Преимущества дигитайзерного ввода:
    возможность обзора всего листа карты или участка карты, окружающего цифруемую территорию. Этот способ позволяет разобраться в ситуации при  низком качестве графики исходных материалов;
    возможность оцифровки исходных материалов практически любого качества. Этот способ имеет  решающее значение, если используемый сканер по своим техническим возможностям  не позволяет оцифровывать карты (планы) на жесткой основе (алюминий, дерево), ветхие картографические материалы или картографические материалы с локальными участками неравномерной толщины (в качестве материалов часто выступают бумажные планы, оперативное редактирование которых происходит путём срезания бритвой устаревших объектов и наклеивания актуализированных участков поверх устаревших).
     При векторизации растра субъективные факторы влияют меньше, чем при дигитайзерном вводе, так как растровая подложка позволяет все время корректировать ввод. Программы векторизации растровых изображений условно можно разделить на три группы: ориентированные на ручную векторизацию, полуавтоматическую и автоматическую.
     Алгоритмы автоматической векторизации для ввода картографической информации в настоящее время не используются для массового ввода картографического материала.
     Полуавтоматическая векторизация дает хорошие результаты при цифровании чётких контуров на растре соответствующего качества, например расчленённые оригиналы рельефа на пластике.
     Точность ввода информации у опытного оператора при ручной векторизации выше, так как при полуавтоматической векторизации на передачу формы влияет качество растра, и при «изрезанных» краях растровой линии начинают появляться изгибы проводимой векторной линии, которые вызваны не общей формой линии, а локальными нарушениями растра. Оператор же в таких и подобных случаях форму объекта передает более точно, ориентируясь на дополнительные материалы (источник получения растра) и анализируя ситуацию. Нужно отметить, что при векторизации растра точность вода значительно выше, чем при цифровании дигитайзером, и в основном зависит от качества исходного растра [3].
     При работе с различными цифровыми картографическими материалами следует понимать, что в качестве непосредственного результата цифрования исходных картографических материалов получаем цифровую карту, являющуюся моделью источника, с которого она была получена. Если при создании ЦК в качестве источника использовались «бумажные» карты, то непосредственно в результате цифрования получаем цифровую картографическую модель исходной бумажной карты, если в качестве источника использовались данные наземных полевых съёмок, то полученная по «безбумажной» технологии цифровая карта является цифровой картографической моделью местности и т. д.
     Цифровая модель местности (ЦММ) - цифровая картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках.
     Цифровая модель объектов местности - цифровая модель местности, содержащая информацию о плановом и высотном положении объектов местности, кроме рельефа.
     Цифровая карта (ЦК) - цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба.
     План - цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию плана определенного вида и масштаба.
     Графическая копия цифровой  карты - графическое изображение на твёрдом носителе, содержание которого адекватно содержанию цифровой карты.
     Графическая копия цифрового (электронного) плана - графическое  изображение на твёрдом носителе, содержание которого адекватно содержанию цифрового плана [17].
         Классификация цифровых карт
     Классификация цифровых карт по назначению.
     Общегеографические карты. Топографические (масштаб 1 : 200 000 и крупнее), обзорно – топографические (от 1 : 200000 до 1 : 1 000 000 включительно) и обзорные (мельче 1 : 1 000 000) карты содержат разнообразные сведения  о рельефе, гидрографии, почвенно-растительном покрове, населенных пунктах, хозяйственных объектах, путях сообщения, линиях коммуникаций, границах. В геоинформатике эти карты служат для двух целей: получение информации о перечисленных объектах местности и пространственной привязки тематических сведений.
     Карты природы. Это наиболее разнообразная по тематике группа карт, включающая карты геологического строения и ресурсов недр, геофизические, рельефа земной поверхности и дна океанов, метеорологические и климатические, гидрологические и океанографические, почвенные, геоботанические, зоогеографические, медико-географические, ландшафтные и общие физико-географические охраны природы.
     Карты народонаселения. Среди карт народонаселения выделяют следующие основные сюжеты: размещение населения по территории и расселение; этнографическая и антропологическая характеристика народонаселения; демографическая характеристика; социально-экономическая характеристика.
     Карты экономики. Данный класс карт наиболее обширен и разнообразен социально-экономической тематики. Здесь прежде всего выделяют карты промышленности с подразделением на добывающую и обрабатывающую или более детально по каждой отрасли промышленности. Ещё более многочисленны карты сельского хозяйства. Широко используется характеристика природных ресурсов, зачастую с их хозяйственной оценкой, и прежде всего земельных фондов, трудовых ресурсов, материально-технической базы сельского хозяйства и др. Отраслевые карты сельскохозяйственного производства подразделяют на карты земледелия и животноводства. Карты лесного хозяйства характеризуют распространение и использование лесных ресурсов.
     Карты науки, подготовки кадров, обслуживания населения связаны с картами, как народонаселения, так и экономики, торговли, связи.
     Список литературы
    Хлебникова Т.А. Создание цифровых карт и планов средствами ГИС «Панорама» [Текст]: учебно-метод. пособие / Т.А. Хлебникова. -Новосибирск: СГГА, 2007. – 125 с.
     [2] - Основы геоинформатики: в 2 кн. Кн 1: учеб. пособие для студ. вузов/ Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарёв, В.С.  Тикунов и др.; под ред. В.С. Тикунова.- М.: Академия, 2004. -352 с.
     [6] - Лисицкий Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности/ Д.В. Лисицкий. – М.: Недра,  1988. - 261 с.: ил.
     [3] -  Основы геоинформатики: в 2 кн. Кн 2: учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарёв, B.C. Тикунов и др.; под ред. B.C. Тикунова. - М.: Академия, 2004. - 480 с.
     [17] - ГОСТ 28441-99. Картография цифровая. Термины и определения. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - Минск: 1999. - 10 с.
     Цифровое картографирование - новое направление топографо-геодезического производства
     При автоматизации любого, в том числе и топографо-геодезического, производства можно проследить два взаимосвязанных, но имеющих при этом вполне самостоятельное значение направления. Одно из них заключается в создании новых технических средств, обеспечивающих замену ручного труда при выполнении отдельных операций и процессов работой автоматических устройств и систем; другое — в поиске принципиально новых технических идей и решений. Взаимосвязь этих направлений выражается в том, что, с одной стороны, разработка и использование средств автоматизации базируются на новых способах и приемах работ, а с другой - совершенствование методологии топографии требует учета возможностей современной техники.
     Анализ содержания и задач крупномасштабного картографирования на современном этапе позволяет выделить три основополагающих принципа автоматизации геодезического производства:
    переход к представлению топографической информации в виде цифровой модели местности, реализованной на ЭВМ;
    формализация параметров топографической съемки как информационного процесса в системе «человек — машина» с разработкой новых методов и технологических процессов;
    системный подход к организации производственного процесса, выражающийся в создании автоматизированных систем картографирования.
     В результате реализации приведенных положений возникло новое направление в топографии - цифровое картографирование местности.
     Под цифровым картографированием местности как части топографо-геодезического производства понимается технологический процесс, системно объединяющий сбор и обработку цифровой топографической информации, формирование на ЭВМ цифровой модели местности хранение, дополнение и обновление ее с помощью машинного банка данных, получение по этой модели различных аналитических и графических материалов в соответствии с предъявленными требованиями.
     В научном плане цифровое картографирование представляет собой новый метод, принципиально отличающийся от традиционных  аналоговых и предназначенный для создания цифровой модели местности. Топографические планы и карты при этом рассматриваются как ее производные. Потребители топографо-геодезической информации имеют возможность получать не один универсальный документ (топографическую карту или план), требующий дополнительной переработки, а целый ряд материалов различного содержания и формы, необходимых для решения конкретных инженерных задач. Такой подход обеспечивает потребности различных отраслей народного хозяйства в топографо-геодезических и картографических материалах, дает большой экономический эффект, обусловленный многократным и многоцелевым их использованием.
     Одной из особенностей цифрового картографирования является сочетание в едином технологическом процессе ЭВМ и других средств автоматизации с человеческим трудом и обусловленная этим своеобразная форма представления и использования топографической информации. Этот метод создает естественные предпосылки для применения в топографии автоматизированных измерительных средств, ЭВМ и координатографов, обеспечивает перестройку топографо-геодезических и картографических работ на индустриальной основе, позволяет осуществить комплексную автоматизацию всего технологического процесса.
     Рассмотрим цифровое картографирование местности как автоматизированный информационный процесс в системе «человек - машина». Исходным укрупненным процессом является сбор цифровой информациив ходе наземной съемки, фотограмметрической обработки аэрофотоснимков, дигитализации (преобразования в цифровую форму) имеющихся картографических материалов, обследования объектов местности и подземного хозяйства (или дешифрирования снимков). Все эти работы выполняют разными способами и приборами, по различным технологиям и, следовательно, их характеризует многообразие форм получаемых данных (различные системы координат, состав, форматы, коды данных и т. д.). Результаты съемочных работ содержат всю необходимую для создания карты дискретную информацию о взаимном пространственном расположении объектов местности и их качественных характеристиках, представленную в разных формах (алфавитно-цифровой, графической или в специальных технических кодах), с разными содержанием и структурой данных.
     Следующий укрупненный процесс цифрового картографирования -цифровая обработка топографической информации — содержит три самостоятельных этапа работ.
     Первый этап - это первичная обработка собираемых материалов и приведение многообразной топографической информации к единому стандартизированному виду. Она предусматривает вычисление плоских или пространственных координат съемочных точек в заданной системе, формирование съемочной информации по ее принадлежности к объектам местности.
     Вторым этапом цифровой обработки является создание цифровой  модели местности. Эта новая форма представления топографической информации составляет, как уже отмечалось, одно из основных принципиальных отличий метода цифрового картографирования от традиционных методов.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.