Gekennzeichneter Inhalt

Numeryczny Model Terenu

Numeryczny model terenu jest dyskretną (punktową) reprezentacją wysokości topograficznej powierzchni terenu wraz z algorytmem interpolacyjnym umożliwiającym odtworzenie jej kształtu w określonym obszarze.

Algorytm interpolacyjny służy do wyznaczania wysokości (Z) dowolnego punktu, którego położenie w obszarze modelu jest określone za pomocą pary współrzędnych płaskich (X, Y). W literaturze można spotkać skróty pochodzące od nazw polskich: NMT, CMT – cyfrowy model terenu, CMRT – cyfrowy model rzeźby terenu, lub angielskich – DTM (Digital Terrain Model) bądź DEM (Digital Elevation Model).

Historycznie ujmując, istnieją trzy główne formy zapisu numerycznego modelu terenu:

  • Nieregularna sieć trójkątów – tzw. TIN (ang. Triangulated Irregular Network). Teren opisany jest za pomocą trójkątów przylegających do jego powierzchni. Wierzchołkami trójkątów są punkty o znanych wysokościach. Wysokość dowolnego punktu, leżącego w obszarze modelu, jest wyznaczana na podstawie wysokości wierzchołków trójkąta, wewnątrz którego leży punkt.

a)

 

b)

Ryc. Punkty o znanych wartościach wysokości (a) oraz zbudowana na ich podstawie nieregularna siatka trójkątów TIN (b)

 

  • Regularna siatka kwadratów, prostokątów lub trójkątów (ang. Grid). Wysokości punktów tworzących regularną siatkę są wyznaczane za pomocą różnych metod interpolacji, na podstawie pewnej liczby punktów o znanych współrzędnych X, Y, Z. Istnieje wiele sposobów interpolacji. Bardzo popularna jest metoda oparta na odwrotności odległości między punktami. W metodzie tej przyjmuje się, że punkty leżące blisko interpolowanego węzła siatki mają większy wpływ na jego wysokość niż punkty leżące dalej.

Ryc. Wyznaczanie wysokości Zij w węźle siatki modelu Grid

 

  • Model hybrydowy jest modelem Grid, uzupełnionym o dodatkowe elementy, którymi są specyficzne formy terenu, takie jak: linie szkieletowe (grzbiety, doliny), linie nieciągłości (skarpy, urwiska, wyrobiska, wąwozy), powierzchnie wyłączone z modelu (zbiorniki wodne, teren pod budynkami), lokalne ekstrema (wierzchołki i zagłębienia) i inne.

Techniką pozyskiwania danych do budowy NMT, która zyskuje ostatnio dużą popularność, jest lotniczy skaning laserowy (ALS). Znajduje zastosowanie szczególnie na terenach zalesionych, gdzie są trudności ze stosowaniem innych metod fotogrametrycznych. Dzięki dużej liczbie impulsów możliwe jest zarejestrowanie sygnałów odbitych od gruntu i po odpowiednim odfiltrowaniu wykorzystanie ich do budowy modelu. Dokładność pomiarów wysokościowych za pomocą skanera laserowego jest bardzo wysoka. Pewnym ograniczeniem tej techniki jest mała szerokość pasa objętego rejestracją, stąd konieczność wielokrotnego przelotu nad analizowanym obszarem.

Skanowanie laserowe staje się obecnie głównym narzędziem do pozyskiwania danych do precyzyjnych modeli terenu oraz modeli pokrycia terenu. Skaning laserowy, w zastosowaniu do obszarów zalesionych, dostarcza danych do budowy modeli terenu o jakości dużo lepszej od modeli opartych na materiałach kartograficznych.

Ryc. Profil wysokościowy drzewostanów wygenerowany z ALS

Więcej na temat skanowania lidarowego TUTAJ. (tu wstawić link do tekstu który opracuje Emi)

 

Numeryczny Model Pokrycia Terenu

Pod pojęciem numeryczny model pokrycia terenu (NMPT) należy rozumieć, przez analogię do numerycznego modelu terenu (NMT), dyskretną (punktową) reprezentację pewnej powierzchni, która wraz z algorytmem interpolacyjnym opisuje kształt powierzchni rozpiętej na obiektach znajdujących się na powierzchni terenu (budynkach, budowlach, drzewach i krzewach) lub bezpośrednio na terenie. Proces pomiaru dowolnych powierzchni naturalnych prowadzi do generalizacji ich kształtu.

Najdokładniejsze wyniki można uzyskać za pomocą skanowania lidarowego, o czym więcej TUTAJ. (tu wstawić link do tekstu który opracuje Emi)