Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Chương 4: Mô hình số hoá độ cao - Phan Trọng Tiến
8/24/16
HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
(CH4 – MÔ HÌNH SỐ HOÁ ĐỘ CAO)
Phan Trọng Tiến
Bộ môn Công nghệ phần mềm– Khoa CNTT
Học Viện Nông nghiệp Việt Nam
Website: http://timoday.edu.vn
Email: phantien84@gmail.com
Giới thiệu chung
qꢀDEM (Digital Elevation Model) là một cách số
hóa miêu tả bề mặt thực địa.
Mô hình số hoá độ cao
2
1
8/24/16
Nội dung chính
qꢀDEM là gì?
qꢀPhương pháp tạo DEM
qꢀVai trò của DEM
qꢀXây dựng bản đồ độ dốc
qꢀXây dựng bản đồ hướng dốc
Mô hình số hoá độ cao
3
DEM là gì?
qꢀMô hình số hoá độ cao (DEM) là sự thể hiện
bằng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong
không gian đều.
qꢀEx:
qꢀĐộ cao của các điểm trên bề mặt quả đất, độ cao của
các tầng đất, hoặc của mực nước ngầm.
qꢀDEM được lưu trữ khác nhau tuỳ thuộc vào
kiểu số liệu là Raster hay Vector.
Mô hình số hoá độ cao
4
2
8/24/16
Phương pháp tạo DEM
qꢀPhương pháp toán học
qꢀToàn vùng
qꢀDãy Fourier
qꢀĐa thức bộ bậc 4
qꢀChi tiết
qꢀChia vùng đồng đều
qꢀChia vùng không đồng đều
Mô hình số hoá độ cao
5
Phương pháp tạo DEM
qꢀPhương pháp vật thể bản đồ
qꢀĐường đồng mức hay đường bình độ
qꢀĐường mặc cắt dọc
qꢀRaster: mạng lưới đều (regular rectangular grid,
GRID)
qꢀVector: mạng lưới tam giác không đều (triagular
irregular network, TIN)
Mô hình số hoá độ cao
6
3
8/24/16
Phương pháp toán học
qꢀBiểu thị mặt cong địa hình chủ yếu dựa vào
các hàm số toán học ba chiều
qꢀCó độ mịn cao với các mặt địa hình phức tạp
qꢀCần sử dụng phương pháp cục bộ chia vùng mô
phỏng thành các phần nhỏ để ước lượng độ cao các
điểm đã quan chắc
Mô hình số hoá độ cao
7
Phương pháp vật thể bản đồ
qꢀPP sử dụng đường bình độ hay đường đồng
mức: mọi điểm nằm trên cùng đường bình độ
sẽ có cùng độ cao
qꢀPP mặt cắt dọc để biểu diễn độ cao: thuận tiện
cho phân tích độ dốc vùng nghiên cứu
=> Nhưng không thuận tiện phân tích dữ liệu
trong GIS
Mô hình số hoá độ cao
8
4
8/24/16
Phương pháp vật thể bản đồ
qꢀDEM có thể được biểu diễn bằng:
qꢀRaster - một lưới các ô vuông
qꢀVector - Lưới các tam giác không đều (TIN)
qꢀDEM thường được xây dựng bằng cách sử
dụng công nghệ viễn thám (RS) hơn là việc đi
thu thập dữ liệu trực tiếp.
Mô hình số hoá độ cao
9
Biểu diễn bằng Raster
qꢀ Trong mô hình Raster
DEM (GRID) nhìn giống
như một ma trận các ô
vuông và chia thành các
hàng và cột.
500
300
qꢀ Mỗi một ô (cell) chứa giá
trị độ cao của điểm trung
tâm của ô
Độ cao
Mô hình số hoá độ cao
10
5
8/24/16
Nhược điểm Raster
qꢀDữ liệu không tối ưu ở những vùng địa hình
đồng nhất
qꢀKhông thích ứng với vùng có địa hình phức
tạp như những vùng có địa hình thay đổi đột
ngột như khe, vực, hố lồi lõm và sông ngòi
qꢀ=> có thể gây nhầm lẫn trong kết quả phân
tích địa hình
Mô hình số hoá độ cao
11
Biểu diễn bằng Vector
880
885
qꢀ Trong cấu trúc Vector, DEM có
thể được coi như là một chuỗi
tam giác gọi là TIN (Triangular
Irregular Network.)
885
900
qꢀ TIN là tập các đỉnh nối với
nhau thành các tam giác Mỗi
một tam giác được giới hạn bởi
3 điểm đồng nhất về giá trị
X,Y và Z (độ cao)
880
890
885
870
885
870
Mô hình số hoá độ cao
12
6
8/24/16
Biểu diễn bằng TIN
qꢀCó khả năng biểu diễn
bề mặt liên tục từ các
điểm rời rạc
qꢀTập hợp các tam giác có
các thuộc tính về độ
dốc, diện tích và hướng
Mô hình số hoá độ cao
13
Phương pháp xây dựng DEM
qꢀ Phương pháp chụp ảnh lập thể
qꢀDùng dụng cụ chuyên dụng để chụp điểm mẫu lớn với các giá trị
X, Y và Z từ các ảnh lập thể hay viễn thám. Sau đó nội suy thành
GRID
qꢀPPháp đòi hỏi kỹ thuật cao và số điểm nhiều nên ít sử dụng
qꢀ Nội suy từ đường đồng mức
qꢀLà phương pháp cơ sở để xây dựng DEM
qꢀBước 1: Số hoá các đường đồng mức
qꢀBước 2: Raster hoá đường đồng mức
qꢀBước 3: Nội suy các đường đồng mức đã raster hoá
qꢀBước 4: Xây dựng mô hình TIN thường được dùng sơ đồ Voronoi
Mô hình số hoá độ cao
14
7
8/24/16
PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG DEM
Phương pháp xây dựng DEM từ đường đồng mức
Mô hình số hoá độ cao
15
MÔ HÌNH TIN
Mô hình số hoá độ cao
16
8
8/24/16
MÔ HÌNH DEM DẠNG GRID
Mô hình số hoá độ cao
17
MÔ HÌNH 3D TỪ DEM
Mô hình số hoá độ cao
18
9
8/24/16
MÔ HÌNH 3D TỪ DEM
Mô hình số hoá độ cao
19
Vai trò DEM
qꢀ DEM là bản đồ đầu vào của các quá trình xử lý số liệu
liên quan đến độ cao. DEM phục vụ cho nhiều mục đích
ứng dụng sau:
qꢀLưu trữ bản đồ số địa hình trong các CSDL của Qgia.
qꢀPhục vụ cho mục đích thiết kế và quy hoạch cảnh quan
qꢀTính toán độ dốc
qꢀTính hướng dốc
qꢀTính mức độ lồi lõm của sườn dốc
qꢀTính toán khối lượng đào đắp
qꢀTính độ dài sườn dốc
qꢀPhân tích địa mạo của khu vực
qꢀXác định lưu vực và kiểu tưới tiêu nước của một khu vực.
Mô hình số hoá độ cao
20
10
8/24/16
Biểu đồ khối
qꢀCho phép xem xét trực
quan ba chiều sự thay
đổi trong không gian 2
chiều
Mô hình số hoá độ cao
21
Tính toán thể tích các khối
qꢀDùng trong thiết kế
công trình dân dụng
qꢀSan phẳng đất nông
nghiệp
qꢀThiết kế đường giao
thông
qꢀTính toán khối lượng
đào đắp
qꢀv.v
Mô hình số hoá độ cao
22
11
8/24/16
Bản đồ đường đồng mức
Bản đồ địa hình sử dụng mô hình DEM
Mô hình số hoá độ cao
23
Đường quan sát nhìn thấy
Bài toán đường ngắm đóng vai trò quan trọng trong hoạt động
quân sự, thông tin liên lạc sử dụng microware và các nghiên cứu
cảnh quan du lịch
Mô hình số hoá độ cao
24
12
8/24/16
Tính toán độ dốc
Mô hình số hoá độ cao
25
Xây dựng bản đồ độ dốc
Giá trị bé nhất: 0
Giá trị lớn nhất: 49,62
Mô hình số hoá độ cao
26
13
8/24/16
Chức năng phân lại lớp
Mô hình số hoá độ cao
27
BẢN ĐỒ ĐỘ DỐC ĐÃ PHÂN LỚP LẠI
Gồm 5 khoảng giá trị
Độ dốc
0-3
3-8
8-15
15-25
>25
Giá trị mới
1
2
3
4
5
Mô hình số hoá độ cao
28
14
8/24/16
Bản đồ hướng dốc
Mô hình số hoá độ cao
29
Bản đồ tô bóng địa hình
BTảônbđóồnđgịabảhnìnđhồvđùịnaghìnnúhi vđùánGgahraồncdhCứaancyóođnậ,pHnoưaớKcỳ
Mô hình số hoá độ cao
30
15
8/24/16
Mô phỏng dòng chảy
Mô hình số hoá độ cao
31
16
16 trang
09/01/2024
320
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Chương 4: Mô hình số hoá độ cao - Phan Trọng Tiến", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_he_thong_thong_tin_dia_ly_gis_chuong_4_mo_hinh_so.pdf
