Побудова картограми крутості схилів на територію Дубенського району за даними SRTM та aster GDEM

ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ ЗАПРОПОНОВАНОЇ СИСТЕМИ

РОЗДІЛ 3

Для оцінювання можливості використання даних глобальних ЦМР у задачах землеустрою необхідно створити і порівняти дані, що містять висотну інформацію, отриману традиційним шляхом та за допомогою супутникових комплексів. Зокрема, для перевірки точності отриманих даних використовується їх порівняння з векторизованими горизонталями та ЦМР на територію окремого адміністративного району (Дубенський район Рівненської області) (масштаб 1:50000). Такий масштаб картографічного матеріалу використовується при розробці програм використання земельних ресурсів району.

В якості «підкладки» для дослідження використано знімок території Дубенського району завантажений з програми SAS.Планета та імпортований у програмне середовище ArcGIS (Рис 3.1).

SAS.Планета - вільна програма, призначена для перегляду і завантаження супутникових знімків високої роздільної здатності та звичайних карт, що представляються такими сервісами, як Google Earth, Google Maps, Bing Maps, DigitalGlobe, " Космоснімки", Яндекс.Карти, Yahoo! Maps, VirtualEarth, Gurtam, OpenStreetMap, eAtlas, iPhone maps, карти Генштабу та ін., але, на відміну від цих сервісів, всі викачані карти залишаться на комп'ютері, і користувач має змогу їх переглядати навіть без підключення до інтернету. Крім супутникових карт можлива робота з політичною, ландшафтною, поєднаною картами, а також картою Місяця і Марса. Завантаження карт здійснюється як виділенням деякій області (можливо не прямокутної), так і в процесі переміщення по карті. Карти часто оновлюються - програма дозволяє завантажити лише найновіші[17].

Рисунок 3.1 - Знімок території Дубенського району завантажений в ПС ArcGIS

Межу району і горизонталі, створені способом ручної векторизації в програмному комплексі AutoCAD, імпортовано за допомогою інтегрованого додатку ArcToolbox.

По-етапно буде створена цифрова модель рельєфу, яка заснована на TIN. TIN - це модель просторових даних, що являє собою сукупністю з'єднаних між собою плоских трикутних граней, що спираються на нерівномірно розміщену в просторі мережу точок з відомими відмітками топографічної поверхні. У TIN-моделі може зберігатися інформація тільки про відмітки характерних точок поверхні, розміщених на структурних лініях рельєфу, - вододілах, тальвегах, а також переломах поздовжнього і поперечного профілів схилів. У зв'язку з цим цей різновид ЦМР може забезпечити дуже компактне і досить ефективне і для візуального представлення, і для виконання багатьох аналітичних процедур (обчислення відхилень, експозицій та ін) зберігання інформації про рельєф даної території[18].

Після опрацювання даних вручну, перевірки їх коректності та внесення необхідної атрибутивної інформації про кожен елемент одержано вихідні дані, з якими порівнювалися результати дослідження. За одержаними горизонталями побудована ЦМР.

Спочатку, за допомогою модуля 3D Analyst, була створена TIN – модель за значеннями висоти горизонталей (Рис.3.2).

Рисунок 3.2 – Створення TIN - моделі

Для подальшої роботи, отриману TIN – модель потрібно конвертувати в растр (Рис.3.3)

Рисунок 3.3 – Конвертація TIN – моделі в растр

З отриманої ЦМР, за допомогою модуля 3D Analyst, створюємо картограма крутості схилів для масштабу 1:50000 (Рис. 3.6 а).

Подальша робота полягає у скачуванні глобальних ЦМР за даними SRTM (рис.3.5 б) та даними ASTER GDEM (рис. 3.5 в), створенні картограм крутості схилів для досліджуваної території (рис.3.6 б та рис. 3.6в), та побудові горизонталей з перерізом 20 м, як на вихідному матеріалі (рис 3.4 б та 3.4 в).

а б в

Рисунок 3.4 – Межа та горизонталі Дубенського району:
(а) – оцифровані вручну, (б) – побудовані за даними SRTM,

(в) - побудовані за даними ASTER GDEM

а б в

Рисунок 3.5 – Відображення цифрової моделі рельєфу:

(а) – за даними оцифрованими вручну, (б) – за даними SRTM, (в) - за даними ASTER GDEM

а б в

Рисунок 3.6 – Ухили побудовані для території Дубенського району:

(а) – за даними ЦМР після оцифрування вручну,(б) – за даними SRTМ, (в) - за даними ASTER GDEM

З візуального порівняння результатів видно, що загальна характеристика форм рельєфу повторюється на всіх матеріалах, однак найкраща вираженість дрібних форм рельєфу спостерігається у моделях отриманих за даними ASTER.

Для визначення числових характеристик точності отриманих поверхонь обчислено різницю поверхонь ЦМР у метрах (Рис 3.7-3.9).

Як видно з рис. 3.8 та 3.10 СКП відхилення ЦМР SRTM та ASTER від вихідної ЦМР, одержаної за відвекторизованими горизонталями, становить 12,5 та 15,1 м відповідно. Тобто відхилення менші від використаного вихідного перерізу горизонталей, що свідчить про можливість використання даних глобальних ЦМР для вирішення представленої задачі.

Рисунок 3.7 – Розрахунок різниці поверхонь ЦМР території Дубенського району отриманих класичним способом та за даними SRTM

Рисунок 3.8 – Класифікація розрахунку різниці поверхонь ЦМР для території Дубенського району, отриманих класичним способом та за даними SRTM

Рисунок 3.9 – Розрахунок різниці поверхонь ЦМР території Дубенського району отриманих класичним способом та за даними ASTER GDEM

Рисунок 3.10 – Класифікація розрахунку різниці поверхонь ЦМР для території Дубенського району, отриманих класичним способом та за даними ASTER GDEM

Виходячи з одержаних результатів, для вирішення землевпорядних задач, які розв’язуються в межах території району (де використовуються картографічні матеріали у масштабі 1:50000 й переріз горизонталей 10-20 метрів), використання даних SRTM та ASTER GDEM цілком прийнятне.

Середнє квадратичне відхилення різниць поверхонь ЦМР на територію Дубенського району, отриманих класичним способом та за даними SRTM становить 12,5 м, а отриманих класичним способом та за даними ASTER GDEM 15,1 м, що менше використаної для порівняння висоти перерізу рельєфу.

Крім того, з результатів візуального порівняння рисунків 3.4-3.5 очевидно, що дані SRTM та ASTER GDEM дозволяють виявити та врахувати дрібніші форми рельєфу, ніж ті, що виражаються горизонталями з перерізом 20 м. Виходячи з цього, вважаємо, що використання даних SRTM та ASTER GDEM для вирішення землевпорядних задач, які використовують картографічні матеріали масштабу 1:50000, можливе і дозволяє зекономити час на виконання робіт.

При цьому, за даними відхилень дещо кращу точність демонструють дані SRTM, що не зовсім відповідає візуальним оцінюванням якості одержаних ЦМР. Це може пояснюватися тим, що вихідні дані, використані для порівняння точності (і які використовуються для побудови картограм традиційними методами) є нижчої точності від даних глобальних ЦМР. Для перевірки цієї думки необхідно провести додаткові дослідження, наприклад, виконати подібне порівняння на територію сільської ради, для якої традиційно використовуються картографічні матеріали масштабу 1:10000 з перерізом рельєфу 2,5 метрів.

Дата добавления: 2015-08-31