40. Назначение планов, создаваемых для целей ландшафтного планирования

41. Формирование цифровой модели рельефа.

Для преобразования снимка в план, изготовления ортофотоплана создания оригинала топографической карты, решения других задач необходимы сведения о рельефе местности, получение которых требует определения координат и высот большого числа точек - измерения их координат в системе снимков, параллаксов и последующего вычисления пространственных координат. Именно такое решение используется при обработке фотоснимков с помощью аналоговых и аналитических стереофотограмметрических приборов.

Автоматизация технологических процессов, ставшая реальной с применением методов обработки цифровых изображений, требует применения более общего подхода к решению названных выше задач, основанного на математическом моделировании процессов. Этот подход не может быть реализован без создания цифровой модели обрабатываемой территории, и в частности цифровой модели рельефа.

Способы представления цифровой модели

Топографическая поверхность может быть представлена как в аналоговой форме, так и в цифровой. В первом случае имеют в виду изображение поверхности горизонталями или отмывками, а во втором - каталог координат определенным образом упорядоченных точек, описание связей между ними и алгоритм определения высот точек в зависимости от их местоположения. С учетом этого можно дать следующее определение цифровой модели рельефа (поверхности):

Цифровая модель рельефа (ЦМР) – математическое описание земной поверхности как совокупности расположенных на ней точек, связей между ними и метода определения высот произвольных точек, принадлежащих области моделирования, по их плановым координатам.

Способы построения цмр

(в зависимости от принятой схемы размещения точек и типа матем модели)

Первая группа – способы, основанные на нелинейной интерполяции высот с использованием полиномов, сплайнов, корреляционных функций и т. п., различающиеся видом используемой функции, способом отбора исходных пунктов. Параметры применяемой математической модели вычисляют по опорным точкам, а затем используют для интерполяции высот произвольных точек области моделирования по их плановым координатам. Кусочно - полиномиальный способ предполагает деление области моделирования на участки, подбор для каждого участка своего локального полинома вида и последующую связь локальных полиномов с помощью переходных уравнений. Во всех случаях возникают системы, решение которых выполняют методом наименьших квадратов, под условием минимума суммы квадратов расхождений высот точек реальной и аппроксимирующей поверхностей.

Сходные по характеру решения используют способы, основанные на применении рядов Фурье (разложений по сферическим гармоникам), различного рода сплайнов (кубических, бикубических, на многообразиях).

Вторая группа - способы, основанные на построении геометрически упорядоченной (регулярной или нерегулярной) модели, элементами которой являются либо определенным образом упорядоченные линии, либо поверхности различных многогранников (треугольников, четырехугольников или иных фигур). Во втором случае поверхность задается точками в вершинах геометрических фигур исходя из предположения, что ограничиваемая ими поверхность имеет одинаковый и однообразный уклон. Структурная модель местности представляется отметками точек, размещенных в характерных точках рельефа - на линиях водоразделов, тальвегов, урезов вод в точках локального экстремума. Такая модель наиболее точно отражает поверхность минимальным числом точек, однако ее использование затруднено из–за сложности интерполяции высот определяемых точек.