TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN
Bài giảng:
Mô hình hóa bề mặt
(Surface modeling)
KS. Nguyễn Duy Liêm
Điện thoại: 0983.613.551
Email:
[email protected]
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN
Phương pháp xây dựng mô hình địa hình
(Methods for Constructing a Terrain Model)
Đường bình độ (Contours)
Mạng lưới tam giác không đều (Triangulated Irregular Networks)
Mạng lưới ô vuông đều (Regular Grid Networks)
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
2
Nội dung
Nhắc lại: Mô hình hóa bề mặt địa hình (Terrain Modeling)
Phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình (Representation of
Terrain Surfaces)
Hình
thức: Bản đồ (Maps), Hình ảnh (Photographs)
Nội
dung: Đường bình độ (Contours), Mạng lưới tam giác không
đều (TINs- Triangulated Irregular Networks), Mạng lưới ô vuông đều
(Regular Grid Networks)
Cấu trúc dữ liệu (Data Structures), Phương pháp xây dựng
(Construction Methods)
Đường
bình độ
Mạng
Mạng
lưới tam giác không đều
lưới ô vuông đều
Chuyển đổi giữa các phương pháp biểu diễn bề mặt địa
hình (Conversion involved in Representation of Terrain Surfaces)
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
3
Tài liệu tham khảo
Terrain Analysis- Principles and Applications (2000)
1.1.1,
Digital Terrain Modeling- Principles and Methodology
(2005)
1.1.1,
2.1 - 2.4
1.1.2, 1.2.2, 3.1
Digital Terrain Modeling- Acquisition, Manipulation and
Applications (2005)
1.4,
Chapter 3
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
4
Mạng lưới ô vuông đều (Regular Grid Networks)
Tập hợp các ô vuông
(pixel) nằm kề nhau thể
hiện giá trị độ cao.
Mô hình số thể hiện sự
thay đổi độ cao của bề
mặt địa hình trong
không gian dưới dạng
mạng lưới đều (Digital
Elevation Model- DEM).
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
5
Cấu trúc dữ liệu của DEM
Mỗi nút tương ứng với 1 giá trị độ cao.
Độ phân giải của mạng lưới là khoảng cách giữa 2 nút
lân cận.
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
6
Cấu trúc dữ liệu của DEM
Mỗi pixel lưu trữ 1 giá trị độ cao
trung bình của pixel đó.
Độ cao được thể hiện bằng màu
sắc khi biểu diễn đồ họa.
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
7
Độ phân giải của DEM
Độ phân giải = Kích thước pixel
Thấp:
Cao:
Xử lý nhanh hơn
Giữ lại đối tượng nhỏ
Dung lượng DEM = Dung lượng
lưu trữ 1 pixel x Số lượng pixel
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
8
Dung lượng của DEM
Cùng phạm vi không gian và độ phân giải bức xạ, DEM
10m chiếm dung lượng lưu trữ gấp mấy lần so với DEM
100m?
DEM 10m
Copyright © 2014 |
[email protected]
DEM 100m
Mô hình hóa bề mặt
9
Cấu trúc dữ liệu của DEM
Vị trí của pixel được xác định dựa trên:
Hệ
tọa độ của ảnh,
Hệ
tọa độ địa lý
Làm thế nào xác
định tọa độ ảnh của
1 pixel theo tọa độ
địa lý và ngược lại?
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
10
Phương pháp xây dựng DEM
Nội suy từ tập hợp điểm độ cao, đường bình độ
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
11
Phương pháp xây dựng DEM
Nội suy từ TIN
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
12
Nội suy là gì?
Ước lượng giá trị chưa biết dựa trên những điểm đã biết
giá trị xung quanh.
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
13
Nội suy DEM
Tạo bề mặt (raster) từ dữ liệu điểm, đường
Nội suy 2 chiều
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
14
Cơ sở của phép nội suy
Những điểm gần nhau có giá trị tương tự nhau hơn
những điểm ở xa nhau.
Mức độ thay đổi giữa các điểm phụ thuộc vào khoảng
cách giữa chúng.
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
15
Các phương pháp nội suy
Toàn cục (Global): xem xét tất cả giá trị đã biết để ước
lượng giá trị chưa biết
Cục bộ (Local): chỉ xem xét một số điểm (trong bán kính
xác định) để ước lượng giá trị chưa biết
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
16
Nội suy toàn cục
Sử dụng tất cả giá trị đã biết để ước lượng một hàm số,
áp dụng cho toàn bề mặt.
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
17
Nội suy toàn cục
Thường tạo ra bề mặt mượt mà
Rất nhạy với những giá trị cá biệt (outlier) dữ liệu sai
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
18
Nội suy cục bộ
Chỉ xem xét một số điểm nhất định (nằm trong bán kính
xác định tính từ điểm nội suy hoặc một số điểm xác định)
để nội suy.
Tập giá trị được dùng để tính toán tạo này cửa sổ. Cửa
sổ này di chuyển theo tập giá trị (hàm tính khác nhau).
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
19
Nội suy cục bộ
Thường tạo ra bề mặt ít mượt mà
Không nhạy với những giá trị cá biệt (outlier) dữ liệu
sai
Copyright © 2014 |
[email protected]
Mô hình hóa bề mặt
20