3.3 Предлагаемая технология выполнения работ.
Построение регулярной цифровой модели рельефа есть итог выполнения некоторого комплекса работ. Последовательность работ, входящих в такой комплекс, и будет отражена в данном разделе.
Исходной информацией, необходимой для начала работы, служит фрагмент топографической карты. Этот фрагмент был отсканирован и помещён, в качестве растрового образа, в программу MapInfo.
В программе MapInfo векторизуются горизонтали. Каждой горизонтали – ломанной линии – присваивается значение, соответствующее значению высоты местности. С помощью специального приложения каждая ломанная линия, с присвоенной ей высотой, разбивается на совокупность отдельных точек, имеющих координаты X и Y, а также значение Z горизонтали, к которой они принадлежат.
Для получения матрицы рельефа необходимо проделать следующий комплекс работ. Во-первых отсканированная топографическая карта помещается в один из слоёв программы MapInfo. Для этого в главном меню нажимаем File и выбираем команду Open Table. В появившемся меню указываем тип файла – Raster Image и его имя – X3.
Вторым этапом является привязка изображённой карты к прямоугольной системе координат по узлам километровой сетке. Этот процесс выполняется следующим образом: в меню Map выбирают команду Options где выбирают единицы измерения – meters. Затем шести узловым точкам километровой сетки присваивают значения координат Х и Y. Для этого в меню Table выбирают команду Modify Image Registration подменю Raster, где выбирается проекция – Non-E(meter) и назначенным точкам присваиваются координаты.
Для того, чтобы выполнить оцифровку рельефа, поверх имеющегося слоя с топокартой необходимо создать новый, так как обрисовывать горизонтали непосредственно на карте невозможно. Новый слой создаётся по команде New Table меню File, где ему присваивается имя.
Далее непосредственно осуществляется обрисовка горизонталей ломанными линиями. При завершении этого процесса (или в ходе его выполнения) каждой ломанной линии присваивается соответствующее ей значение высоты горизонтали. Для этого открывается окно New Browser Window, где записывается значение Z напротив соответствующей линии (выделенной черным квадратом).
Заключительным этапом процесса создания нерегулярной сетки высот является разбитие линий на множество точек, имеющих все три координаты X, Y и Z. для этого используется приложение Mygrid, разработанное Макаровым С.Б. Последовательность действий при создании DTM следующая:
1. В меню File выбрать команду Run MapBasic program.
2. В появившемся окне выбрать программу Mygrd.mbd и открыть ее.
3. В меню Tools появится новый пункт меню - Создание ДТМ.
4. Запустить Создание ДТМ, при этом появится окно с папками и таблицами.
5. Выбрать нужную таблицу, появятся параметры формирования ЦМР.
6. Выбрать колонку высота объекта (горизонталь). Указать формат файла, куда будет помещён результат, или в TXT - файле, или в MapInfo.
7. Появится окно Сохранить. Написать имя файла и сохранить.
8. Образовать TEXT - файл (в ASCII) со списками номеров и координат (X, Y, Z) всех точек.
Итогом первого этапа работ является файл данных, представляющий из себя нерегулярную сетку точек, имеющих координаты X ,Y, Z.
Задача второго этапа состоит в преобразовании имеющейся нерегулярной сетки в регулярную, посредством возможностей программы Surfer. По имеющимся данным регулярная сетка аппроксимируется восемью способами: Inverse Distance to a Power (Обратное расстояние к мощности), Kriging, Minimum Curvature (Минимальная кривизна), Nearest Neighbor (Ближайшая окрестность), Polynomial Regression (Параболическая регрессия), Radial Basis Functions (Радиальная базисная функция), Shepard's Method (Метод Шепарда), Triangulation w/Linear Interpolation (Триангуляция / Линейная интерполяция ). Каждый способ представляется визуально, в виде контурной карты рельефа, и путём сопоставления полученных результатов с оригиналом рельефа делается вывод о точности и надёжности способа аппроксимации.
Итогом второго этапа работ является созданная ЦМР, удовлетворяющая требованиям точности представления рельефа, а также выводы о том, какой из представленных методов её построения наиболее надёжен, и какие условия построения необходимо при этом соблюдать.
1Маркеры - на Серфере два типа маркеров. Твердые прямоугольные поля на углах и сторонах объекта значит объект можно перемещать или изменять, то выступают. Полые маркеры, когда объект нельзя перемещать или изменять.
2 Ограничивающий прямоугольник - Самый маленький прямоугольник с вертикальными и горизонтальными сторонами, полностью окружающий объект. Все части объекта лежат в пределах ограничивающего прямоугольника. Ограничивающие прямоугольники невидимы за исключением выбранных объектов, которые не могут быть перемещены (как, например кривые, гистограммы, и т.д.).