Цифровое моделирование рельефа
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Содержание
Введение
Глава 1. Цифровая модель рельефа, его составляющие
Глава 2. Система Credo_ТОПОПЛАН
.1 Назначение и области применения программного комплекса Credo_ТОПОПЛАН
2.2 Обзор основных функций
Глава 3. Способы создания ЦМР
.1 Создание ЦМР с помощью растровой подложки
.1.1 Работа в Credo_TRANSFORM
.1.2 Работа в Credo_ТОПОПЛАН
.2 Создание ЦМР по тахеометрической съемке местности
Заключение
Литература
Приложение
Введение
В настоящее время моделирование рельефа местности и его последующее исследование по полученным моделям становятся неотъемлемой частью теоретических и экспериментальных изысканий в картографии, науках о Земле (геология, тектоника, гидрология, океанология, климатология и т.д.), в экологии, земельном кадастре и инженерных проектах. Компьютерная обработка пространственных данных находит широкое применение при анализе распространения участков загрязнений, в моделировании месторождений, а также во многих проектах по устойчивому развитию территорий.
Начало исследований в этой области было положено еще в XIX веке работами немецких ученых-географов. Сегодня результаты, полученные компьютерной обработкой массивов данных по территории и цифровые модели рельефа (ЦМР), в корне изменили подход к двум основным функциям моделирования - топографическому анализу и визуализации. Геоинформационные системы и технологии в настоящее время предоставляют исследователям широкие возможности синтеза результатов моделирования и нетопографических тематических данных .
Представление цифровой модели рельефа в трёхмерном виде в настоящее время решает следующие важные задачи:
определение любых геометрических параметров рельефа;
построение горизонталей рельефа, профилей и сечений;
оценка безопасности строительства технических сооружений;
оценка изменения рельефа и растительности;
моделирование радиовидимости.
Таким образом, тематика, касающаяся понятия "цифровая модель рельефа" является достаточно актуальной.
Целью данной курсовой работы является непосредственно рассмотрение понятия "цифровая модель рельефа", и методы моделирование поверхности с помощью программного комплекса Credo_ТОПОПЛАН.
Данная цель предполагает решение следующих теоретических и практических задач:
рассмотрение общих сведений о цифровой модели рельефа;
рассмотрение программного копмлекса Credo_ТОПОПЛАН;
построение ЦМР с помощью растровой подложки;
построение ЦМР с помощью полученных данных с топосъемки.
Таким образом, объектом исследования является цифровая модель рельефа, а предметом (предметной областью, в которой реализовано исследование) - геодезия.
Глава 1. Цифровая модель рельефа, его составляющие
Цифровая модель рельефа (ЦМР) - это множество треугольных граней, построенных на точках (вершинах граней) с координатами X, Y, Z.[4]. Построенное множество треугольных граней названо триангуляцией.[5]. Множество треугольников аппроксимирует участки различных поверхностей (естественные и спланированные - поверхности земли, искусственные покрытия, поверхности отдельных геологических слоев и др.) (рис.1).
Рис.1. Составляющие триангуляции
Участок поверхности, аппроксимируемый множеством треугольных граней, ограничен контуром.
Контур поверхности - это замкнутая не пересекающаяся ломаная линия. В ЦМР реальных объектов, как правило, может быть много контуров. В целях однозначности определения ЦМР каждый выделенный участок поверхности может принадлежать только одному контуру [2].
На основе ЦМР системами CREDO решаются задачи проектирования инженерныхобъектов, и при этом рельеф поверхности отображается на экране и в твердых копиях так же, как и на топографических картах и планах: горизонталями, условными знаками обрывов и откосов и т.д.
Алгоритм формирования ЦМР использует информацию о Контурах рельефа, Точках, и Структурных линиях.
Точка ЦМР имеет три координаты: X, Y, Z. Точки могут быть рельефными или рельефно-ситуационными.
Структурная линия - линия, соединяющая существующие или вновь построенные точки ЦМР и однозначно определяющая триангулирование участка поверхности [8].
Каждый отрезок структурной линии при формировании ЦМР является ребром треугольника. Структурные линии позволяют однозначно определить характерные формы рельефа: лощины (тальвеги), хребты (водоразделы) и т.д. Следует создавать структурные линии в тех случаях, когда требуется изменить рельеф так, как видит его специалист. Для этого можно использовать дополнительную полевую информацию об особенностях рельефа, отраженную, например, в абрисах, кодами электронных регистраторов и т.д (рис.2).
Рис.2. Построение модели рельефа
Контур рельефа - участок поверхности, имеющий по мнению Пользователя однородный рельеф. Однородный рельеф следует понимать как совокупность неровностей, сходных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Для удобства работы Пользователя даже однородный рельеф можно расчленять контурами на самостоятельные участки (рис.3) [8].
Рис.3. Контуры рельефа
Таким образом, всю поверхность участка местности, формируемую как ЦМР, представляют в виде одного или нескольких контуров. Это позволяет выделять формы рельефа, на границах которых горизонтали ломаются, сдвигаются или обрываются:
Обрывы.
Ямы.
Отк