Mô hình độ cao số dem (Digital Elevation Model) II. 1/ Giới thiệu chung
tải về 3.23 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- II.2/ Phương pháp biểu thị DEM
Mô hình độ cao số - DEM (Digital Elevation Model)II.1/ Giới thiệu chung:Khác với các đơn vị sử dụng đất, phân loại đất và địa chất, độ cao địa hình có xu hướng biến đổi liên tục nên không thể biểu diễn chúng bằng bản đồ chuyên dụng thông thường. Tất nhiên trong địa hình tồn tại những vùng thay đổi độ cao đột ngột như vực sâu, khe núi nhưng phần lớn chỉ là sự thay đổi cục bộ. Thông thường thì sự thay đổi độ cao địa hình được thể hiện bằng một loạt đường đồng mức mà các điểm trên một đường đồng mức có cùng một giá trị độ cao. Các đường này là các đường cong kép kín mà trong GIS người ta gọi là các polygons. Bằng phương pháp này thì yếu tố địa hình cũng được thể hiện và lưu trữ trong GIS như trong các bản đồ chuyên dùng khác. Tuy vậy phương pháp biểu thị đó chưa phải là tối ưu khi sử dụng phương pháp số để phân tích và để mô hình hóa. Người ta cần một phương pháp tốt hơn đẻ hiển thị và phân tích loại dữ liệu thay đổi liên tục (tương tự như số đo độ cao địa hình) và phương pháp đó là mô hình số độ cao. Bất kỳ sự biểu thị bằng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong không gian đều được gọi là mô hình số độ cao (Digital Elevation Model, DEM). Nó có thể là độ cao tuyệt đối của các điểm trên bề mặt quả đất, độ cao của các tầng đất, hoặc của mực nước ngầm. DEM còn nhiều tên gọi khác trong tiếng Anh như là Digital Terrain Model (DTM), Digital Terrain Data (TDD) và Digital Terrain Elevation Data (DTED). Ngoài ứng dụng để biểu thị địa hình, DEM còn có thể được ứng dụng để thể hiện sự thay đổi liên tục trong khoảng không hai chiều của bất kỳ thông số môi trường khác nào. Sự cần thiết của DEM, mô hình số độ cao có vô vàn ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt phổ biến là những ứng dụng sau: Lưu trữ dữ liệu bản đồ số địa hình trong các cơ sở dữ liệu (CSDL) quốc gia. Giải quyết tính toán đào lắp đất trong thiết kế đường và các dự án kỹ thuật công chánh khác. Biểu thị ba chiều trực quan điều kiện địa hình có mục đích quân sự (thiết kế hệ thống đạn đạo, huấn luyện phi công) và cho mục đích thiết kế và quy hoạch cảnh quan (kiến trúc cảnh quan) Phân tích tầm quan sát xuyên địa hình (tương tự dùng cho mục đích quân sự và thiết kế cảnh quan) Thiết kế xác định vị trí cho đường giao thông và cho đập nước. Phân tích thống kê và so sánh các loại địa hình Tính toán và thành lập bản đồ độ dốc, bản đồ hướng dốc, bản đồ hình dạng mái dốc để từ đó thành lập ảnh địa hình trực quan có hình bóng (ứng dụng trong nghiên cứu tầng địa chất hay dự báo khả năng xói mòn đất và dòng chảy mặt) Sử dụng làm bản đồ nền hay bản đồ tích hợp với các bản đồ chuyên dụng như bản đồ loại đất, loại sử dụng đất hay thảm thực vật. Sử dụng như là dữ liệu vào cho các mô hình mô phỏng cảnh quan và các quá trình tự nhiên liên quan đến cảnh quan môi trường. Khi thay thế độ cao bằng một trong các thông số thuộc tính khác thì DEM có thể biểu thị trực quan dạng mặt cong cho vấn đề quãng thời gian hành trình, giá thành, dân số, mức độ ô nhiễm, mực nước ngầm... II.2/ Phương pháp biểu thị DEM:Sự biến đổi giá trị độ cao địa hình trên một vùng đất có thể được mô hình hóa theo nhiều cách. DEM có thể được biểu thị và lưu trữ dưới dạng hàm số toán học ba chiều (phương trình mặt phẳng) hay dưới dạng các điểm hoặc các đường hình ảnh như liệt kê ở bảng dưới:
Phương pháp toán học: Phương pháp toán học để biểu thị mặt cong địa hình chủ yếu dựa vào các hàm số toán ba chiều và có khả năng mô phỏng với độ nhẵn rất cao các mặt địa hình phức tạp. Phương pháp cục bộ chia vùng mô phỏng ra thành các miếng bé hình vuông hoặc hình dạng tùy ý có diện tích tương tự nhau và độ cao của từng miếng sẽ được ước lượng dựa trên độ cao các điểm đã quang trắc trong miếng đó. Với mục đích bảo đảm sự liên tục của độ dốc qua đường biên giữa các miếng con thì người ta sử dụng các hàm số đối trọng (weighting functions). Các hàm số xấp xỉ rời rạc (piecewwise approximation) rất ít khi được sử dụng trong việc thành lập bản đồ số nhưng lại rất phổ biến trong hệ thống máy tính hỗ trợ thiết kế (CAD, computer added design). Phương pháp vật thể bản đồ: Phương pháp sử dụng vật thể đường đầu tiên truyền thống trong bản đồ học để biểu diễn bề mặt địa hình là sử dụng đường bình độ hay còn gọi là đường đồng mức. Mọi điểm nằm trên cùng một đường đồng mức sẽ có cùng một giá trị độ cao. Phương pháp sử dụng mặt cắt dọc để biểu diễn độ cao được sử dụng thuận tiện để phân tích độ dốc vùng nghiên cứu. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, hai phương pháp sử dụng đường trên không thuận tiện cho mục đích phân tích dữ liệu trong GIS. Vì vậy phương pháp chung nhất trong hệ GIS là sử dụng mô hình lưới đều GRID (Regular Rectangular Grid) hay lưới tam giác không đều TIN (triangular Irregular Network). Mô hình lưới đồng đều hay còn gọi là ma trận độ cao được thành lập từ việc phân tích lập thể ảnh hàng không hoặc có thể thông qua việc nội suy từ lưới dữ liệu quan trắc độ cao. Do máy tính có khả năng xử lý ma trận dễ dàng nên dữ liệu loại mô hình GRID này rất phổ biến, được sử dụng cho các hệ GIS dạng raster. Trong mô hình raster GRID này vùng địa hình được chia thành các ô (cell) trên cơ sở hàng và cột. Mỗi một ô chứa độ cao của điểm trung tâm của ô. Ma trận độ cao được sử dụng để thành lập đường đồng mức, tính toán độ dốc, hướng dốc và xác định đường biên các lưu vực sông. Tuy vậy, phương pháp lưới đồng đều này có các nhược điểm sau: Tồn tại số lượng dữ liệu không cần thiết tại các vùng có địa hình đồng nhất; Không có khả năng thích ứng để biểu thị các vùng có địa hình phức tạp trừ lúc thay đổi toàn bộ kích thước ma trận. Như vậy, lưới đồng đều không có khả năng biểu thị các vùng địa hình thay đổi đột ngột như các khe vực, hố lồi lõm và sông ngòi. Hạn chế này có thể gây sự nhầm lẫn trong khi đánh giá kết quả phân tích địa hình. TIN được coi là phương pháp thuận tiện và kinh tế hơn. Mô hình TIN là thể hiện vector của cấu trúc địa hình, bao gồm các dãy tam giác không đều không phủ lên nhau và bao trùm toàn bộ bề mặt địa hình, mỗi một tam giác xác định một mặt phẳng. TIN, theo khái niệm hình học là tập các đỉnh nối với nhau thành các tam giác. Mỗi một tam giác được giới hạn bởi 3 điểm đặc trưng về giá trị X, Y và Z (độ cao). Các tam giác này hình thành một bề mặt 3 phía, có độ dốc và hướng dốc. TIN có khả năng biểu diễn bề mặt liên tục từ tập điểm dữ liệu rời rạc và được coi như tập hợp các tam giác có các thuộc tính về độ dốc, diện tích và hướng. Hình IV.9 thể hiện cấu trúc mô hình TIN và hình IV.10 trình bày mô hình TIN trong thực tế khi thường phải thể hiện sự thay đổi kích thước lưới theo yêu cầu biến đổi của dữ liệu. Hình IV.11 là ví dụ về áp dụng TIN và kỹ thuật tô bóng để thể hiện độ cao địa hình một khu vực
Каталог: uploads uploads -> - uploads -> 1. Most doctors and nurses have to work on a once or twice a week at the hospital uploads -> Kính gửi Quý doanh nghiệp uploads -> VIỆn chăn nuôi trịnh hồng sơn khả NĂng sản xuất và giá trị giống của dòng lợN ĐỰc vcn03 luậN Án tiến sĩ NÔng nghiệp hà NỘI 2014 uploads -> Như mọi quốc gia trên thế giới, bhxh việt Nam trong những năm qua được xem là một trong những chính sách rất lớn của Nhà nước, luôn được sự quan tâm và chỉ đạo kịp thời của Đảng và Nhà nước uploads -> Tác giả phạm hồng thái bài giảng ngôn ngữ LẬp trình c/C++ uploads -> BỘ TÀi nguyên và MÔi trưỜng uploads -> TRƯỜng đẠi học ngân hàng tp. Hcm markerting cơ BẢn lớP: mk001-1-111-T01 uploads -> TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 8108 : 2009 iso 11285 : 2004 uploads -> ĐỀ thi học sinh giỏi tỉnh hải dưƠng môn Toán lớp 9 (2003 2004) (Thời gian : 150 phút) Bài 1 tải về 3.23 Mb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
| |||||||||||||||||
