Цифровая модель местности

Лекция 4

Тема 3. Цифровая модель местности

1.  Понятие цифровой модели местности.

2.  Классификация цифровых моделей рельефа по характеру расположения точек.

3.  Моделирование поверхности.

4.  Цифровые модели рельефа, построенные на поперечниках к магистральному ходу.

5.  Основные элементы цифровой модели ситуации.

1.  Понятие цифровой модели местности

Конечным результатом геодезических исследований на уровне САПР является получение модели местности в памяти ЭВМ на ширине полосы варьирования. Информация о местности хранится в виде набора точек с заданными координатами, т.е. в цифровом виде.

Представление топографической информации в цифровом виде называется цифровой моделью местности или ЦММ.

Исходными данными для построения ЦММ могут быть:

- результаты наземной площадной съемки, выполненной электронными геодезическими приборами;

- результаты стереофотограмметрической съемки (аэросъемки);

- сканирование картографических материалов;

- ввод массива координат точек вручную.

Последний способ хотя и характеризуется большими затратами времени и ручного труда, обладает теми достоинствами, что может быть успешно задействован при отсутствии необходимых приборов и программных средств, способных преобразовать топографическую или иную информацию в цифровой вид.

ЦММ может представлять собой многослойную конструкцию. Составными частями цифровой модели местности являются: цифровые модели рельефа (ЦМР), цифровые модели ситуации (ЦМС), цифровые модели геологического и гидрогеологического строения местности (ЦМГ) и др.

ЦМР содержит информацию о высотном положении точек местности, т.е. является трехмерной поверхностью.

2.  Классификация цифровых моделей рельефа

по характеру расположения точек

По характеру расположения точек различают регулярные и нерегулярные ЦМР.

  Регулярная ЦМР

В регулярных ЦМР точки, моделирующие рельеф земли, располагаются в узлах равномерной сетки, накладываемой на план местности. Ячейками сетки могут быть квадраты, прямоугольники, равносторонние треугольники.

Регулярная ЦМР наиболее простая. Она легко строится, особенно если в данном районе проводились геодезические работы. Информация о ЦМР хранится в памяти ЭВМ в удобном виде. Например, прямоугольная ЦМР может быть задана следующим массивом:

m, n, Δx, Δy, x₀, y₀, h₀₀, …, h_ij,…,h_mn,

где

m, n – количество точек по направлению х и у;

Δx, Δy- шаги сетки по осям х и у соответственно;

x₀, y₀ – координаты нулевой точки;

h_ij – отметки.

Регулярная ЦМР наиболее эффективна в случае достаточно однородной местности или в условиях городской застройки.

К недостаткам регулярной ЦМР можно отнести следующее:

- ключевые точки рельефа (вершины, впадины, границы оврагов и т.п.) не всегда совпадают с узлами сетки;

- требуют больших трудозатрат при разбивке узловых точек на местности и определении высотных положений в каждой из них;

- в случае резко меняющегося рельефа, если размеры ячеек очень большие, то значительная часть информации может не отразиться в ЦМР (овраги). При уменьшении размеров ячеек на довольно однородной части рельефа будет переизбыток точек, т.е. будет занят значительный объем памяти и потребуются лишние затраты времени и труда на ввод высотных отметок в узлах сетки.