Цифровые модели местности

Развитие автоматизированных методов обработки пространственной информации привело к появлению нового направления в геодезии – цифрового моделирования. Основной элемент цифрового моделирования – цифровая модель местности (ЦММ).

Цифровая модель местности (ЦММ)– множество точек с координатами х, у, z иразличными кодовыми обозначениями для аппроксимации рельефа местности с ее природными характеристиками, условиями и объектами. В общем случае используют сочетание цифровых моделей, характеризующих ситуацию, рельеф, гидрологические, инже­нерно-геологические, технико-экономические и другие показа­тели.

Цифровые модели оперируют с различными типами информации:

· метрическая информация – передает метрическую (измерительную) характеристику объекта, т. е. координаты, размеры;

· атрибутивная информация – информация о свойствах и связях объектов (семантическая);

· синтаксическая информация – определяет последовательность работы при корректировке или обновлении ЦММ, правила построения и представления ЦММ.

При решении различных задач на ЭВМ используют матема­тическую интерпретацию цифровых моделей, ее называют ма­тематической моделью местности (МММ). Под математической интерпретацией понимают представление ЦММ в виде математических зависимостей.

Частным случаем ЦММ является ЦМР – цифровая модель рельефа. Сбор данных для ЦМР осуществляется обычно путем цифрового преобразования горизонталей или расчета фотограмметрических измерений. ЦММ и МММ ис­пользуют как исходную информацию при автоматизированном проектировании (продольные профили земли по оси трассы, поперечные профили, инженерно-геологические разрезы и т. д.).

При цифровом моделировании местности могут использо­ваться регулярные, нерегулярные и статистические ЦММ.

Регулярные ЦММсостоят из множества точек с известны­ми координатами, расположенных в узлах геометрических сеток различной формы, чаще в виде сети квадратов (рис. 15.1 а) или равносторонних треугольников (рис. 15.1 6). Используют также ЦММ на поперечниках к магистральному ходу (рис. 15.1 в).

Если на район работ имеются крупномасштабные карты и планы, то создают ЦММ в виде массива точек, расположенных через определенные интервалы на горизонталях (рис. 1г).

Кроме того, используют массивы исходных точек, располо­женных по характерным точкам рельефа местности (рис. 1д), когда между парой соседних точек возможна линейная интерпо­ляция высот.

Рис. 15.1. Виды цифровых моделей местности

Статистические ЦММсостоят из массива исходных точек, полученных по законам случайного распределения, близкого к равномерному, с использованием нелинейной интерполяции вы­сот поверхностями второго, третьего и т.д. порядка.

При наличии ЦММ или МММ облегчается построение профилей местности по заданному направлению и построение трехмерных проекций изображений местности, дающих более наглядное общее представление о проектируемом объекте, чем плоские проекции. Перечисленные задачи можно решать с помощью соответствующего программного обеспечения в зависимости от формы представленных исходных материалов.

Цифровая модель местности (ЦММ), может быть получена с помощью разнообразных технологий. Оптимальной является технология подготовки исходных топографических материалов на основе цифровых данных автоматизированных полевых работ, выполненных с помощью электронных приборов (теодолитов, тахеометров). В этом случае цифровые данные поступают непосредственно на компьютерную обработку с помощью специального программного обеспечения. В результате получают топографические планы или цифровые модели местности в электронном виде, которые являются исходными для разработки генеральных планов и других чертежей.

В случае использования топографической основы, полученной вручную, ее необходимо преобразовать в файловую форму путем сканирования или дигитализации (с помощью дигитайзера), что требует дополнительных затрат труда и вносит дополнительные искажения и ошибки.

Наибольшее распространение цифровые модели нашли в ГИС, строительстве, архитектуре. Цифровое и математическое моделирование существенно изменило методы изыскания и проектирования строительных объектов.

Дата добавления: 2013-12-12