Матриця висот - студопедія

Цифрова модель рельєфу (ЦМР) - це невід'ємна частина цифрової карти або цифрової моделі місцевості (ЦММ), де об'єктом «моделювання» є рельєф місцевості. Вихідною інформацією для створення такої моделі є знімальні пікетні точки з геодезичними координатами X, Y, Z і структурні лінії рельєфу. вершини яких мають координати X, Y, Z. Сама по собі ця вихідна інформація є моделлю рельєфу нерегулярною структури. В даний час відомі наступні джерела вихідної інформації про рельєф:

- наземна топографічна зйомка,

- фотограмметричний метод обробки стереопар аерокосмічної зйомки,

- дані повітряного лазерного сканування,

Якість отриманої одним з перерахованих способів інформації про рельєф залежить від відповідності щільності пікетів зміни характеру рельєфу, наявності структурних ліній в пересіченій місцевості. Структурні лінії, як вихідні дані, можуть бути присутніми тільки при наземних і фотограмметричних методах зйомки. Відсутність структурних ліній в даних лазерного сканування компенсується надлишкової щільністю точок на поверхні землі.

Вихідна ЦМР може бути перетворена в просторову модель поверхні у вигляді трикутників, вершинами яких є знімальні пікетні точки. Правила побудови такої тріангуляції визначені в теоремах українського математика Б.Н. Делоне. Основні з них говорять:

- всередині кола, описаного навколо будь-якого з трикутників не повинно міститися знімальних пікетних точок;

- ребра трикутників не повинні перетинати структурних ліній рельєфу.

Триангуляція Делоне (в англійській термінологііTIN - Triangular Irregular Network- трикутна нерегулярна мережа), тобто нерегулярна модель рельєфу. Регулярної моделлю рельєфу є матриця висот або DEM (Digital Elevation Model- цифрова модель висот).

Матриця висот (МВ) являє собою набір висотних пікетів регулярної структури, тобто на поверхні землі висоти задані з певним постійним кроком # 916; X і # 916; Y. Переваги регулярної форми представлення моделі рельєфу в зручності зберігання і маніпулювання, а недолік в надлишку вузлів на спокійному рельєфі і нестачі в пересіченій місцевості. Тому інші прикладні програми мають можливість створювати і маніпулювати з матрицею висот змінної щільності.

Перевага нерегулярної сітки TIN в більш раціональному описі поверхні в залежності від пересіченій місцевості, а недолік в складності зберігання і маніпуляції. Програми, призначені для створення і маніпулювання ЦМР, як правило, передбачають перетворення з нерегулярною структури в регулярну.

Іншою формою подання ЦМР є горизонталі, які можуть бути створені за стереопару безпосередньо в ЦФС шляхом стереоскопічної трасування лінії на заданій висоті. Горизонталі також можуть бути побудовані по нерегулярної (TIN) або регулярної (МВ) моделі рельєфу. Перевага горизонталей як форми подання рельєфу в тому, що це більш звична і наочна форма подання рельєфу. Недолік в складності чисельних алгоритмів рішення картометрических завдань.

Можна виділити три основні завдання побудови ЦМР на ЦФС:

- побудова горизонталей для відображення на топографічних картах,

- побудова матриці висот для ортофототрансформірованія знімків і створення фотоплана,

- побудова моделі рельєфу для вирішення прикладних завдань.

Точність і подробиця ЦМР у всіх випадках регламентується відповідними нормативними документами [3].

Залежно від вимог до створюваної ЦМР, особливостей матеріалу і функціональних можливостей ЦФС можна виділити наступні способи побудови ЦМР:

- трасування горизонталей по стереоскопічних моделей,

- набір пікетів і малювання структурних ліній рельєфу по стереоскопічних моделей,

- набір пікетів в автоматичному режимі з заданими оператором параметрами з наступною редакцією.

Можливі комбінації перерахованих способів.