VÁCLAV PALEČEK VENDULA SVOBODOVÁ JARO 2017 Z8818 Aplikovaná geoinformatika – Cvičení 4 Digitální výškové modely • Souvislé datové modely zachycující nejčastěji nadmořskou výšku •Speciální případy – modelování jiných proměnných • Různé zdroje výškových dat: DPZ (radar, stereofotogrammetrie, LIDAR…), pozemní měření • Terminologie: •ČR - DMR, DMT, DMP •Svět - DEM, DTM, DSM • Různé datové struktury: •Rastr •TIN (+lomové linie) •Vrstevnice •Body TIN vs Rastr TIN-Triangulated irregular network ◦Síť propojených nepravidelně rozmístěných bodů tvořící jednotlivé plošky modelu ◦Nejčastěji využívá Delauneyho triangulace – snaha o co nejvíce rovnostranné trojúhelníky ◦Základ pro tvorbu Thiessenových polygonů ◦Lze zjistit výšku v jakémkoliv bodě povrchu Rastr ◦Nejčastěji využívaná struktura ◦Pravidelná matice buněk o zvoleném prostorovém rozlišení ◦Mnoho dalších způsobů využití v současných GIS nástrojích ◦Webové služby ◦Kvalita závislá na způsobu výpočtu (interpolační algoritmy) TIN v ArcGIS • 3D Analyst Tools • Příklady nástrojů: •Create TIN – podpora všech 3D geometrií → SF Types •Edit TIN – přímo modifikuje vstupní TIN = potřeba zálohy (Copy TIN) •Delineate TIN Area – odstraňuje trojúhelníky s větší než povolenou délkou hrany •… • TIN „on-the-fly“ = Terrain dataset •Podpora pyramidování – pro daná měřítka se zobrazuje pouze určitá úroveň podrobnosti dat • Interpolační algoritmy • Dělení: •Globální x lokální •Exaktní x aproximující •Deterministické x stochastické •Spojité x zlomové • Podmínky použití interpolačních algoritmů: •Reprezentativní vzorek •Rozmístění v prostoru •Znalost fungování zvolených metod interpolace •Teoretická znalost „fungování“ studovaného jevu •… • Různé požadavky na vstupní geometrie – body, linie, plochy • V ArcGIS: 3D Analyst, Statistical Analyst, Geostatistical Analyst Tools • Interpolace v ArcGIS • IDW (Inverse Distance Weighted) •Na vstupu bodová vrstva, váha vzdálenosti, tvar okolí •Aproximující – nevypočítává vyšší a nižší hodnoty než jsou body v okolí buňky • Natural Neighbour •Vychází z Thiessenových polygonů •Bod je dán jako vážená vzdálenost plochou • Trend •Metoda nejmenších čtverců •Prokládání polynomickou funkcí • • Interpolace v ArcGIS • Spline •Exaktní (výjimka při hustém bodovém poli!), metoda dvoudimenzionální minimální křivosti •Vypočítává i vyšší a nižší hodnoty ze svého okolí • • • • • • Kriging •Stochastická metoda, lokální interpolátor •Výpočet na základě vzdálenosti bodů a další studované veličiny •Strukturní analýza, vyhodnocení semivariogramu, konstrukce teoretického modelu Interpolace v ArcGIS • Topo To Raster •Určeno pro tvorbu hydrologicky korektního DEM (ANUDEM) •Iterativní proces •Možnost zapojení i dalších typů objektů a geometrií než bodových jevů •Široká škála nastavení • Další užitečné nástroje: •Average Nearest Neighbour – výpočet průměrné vzdálenosti bodů •Feature Vertices To Points – převod vertexů na bodovou vrstvu •Extract Values To Points – slouží pro přenesení hodnot interpolovaného povrchu na bodovou vrstvu Konverze rastru a TINu • 3D Analyst Tools/Conversion • Z rastru na TIN a naopak • Z modelů na geometrie Simple Features (body, linie, plochy) Odvozené parametry DMR • V základu společné pro rastr i TIN: •Aspect – orientace svahů vůči světovým stranám •Slope – sklon svahu (%, °) •Contour – vytváří izolinie (vrstevnice) z daných modelů • Dále pro rastr: •Hillshade – vytváří stínovaný reliéf podle zadané výšky a azimutu slunce •Curvature – vyhodnocuje typ svahu (konvexní x konkávní) • Dále pro TIN: •Polygon Volume – vypočítává objem v dané oblasti •Surface Difference – porovnává dva výškové modely, výstup může být rastr i TIN s hodnotami „pod“, „nad“, „planárně uložený“