Bài giảng Mô hình hóa bề mặt: Chương 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Mô hình hóa bề mặt: Chương 2 Phương pháp xây dựng mô hình địa hình, cung cấp cho người học những kiến thức như: Nhắc lại: Mô hình hóa bề mặt địa hình; Phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình; Cấu trúc dữ liệu; Phương pháp xây dựng; Chuyển đổi giữa các phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mô hình hóa bề mặt: Chương 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

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) ThS. Nguyễn Duy Liêm Điện thoại: 0983.613.551 Email: nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 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 © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 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)  Nộidung: 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 lưới tam giác không đều  Mạng lưới ô vuông đều  Chuyển đổi giữa các phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình (Conversion involved in Representation of Terrain Surfaces) Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 3
Tài liệu tham khảo  Terrain Analysis- Principles and Applications (2000)  1.1.1, 2.1 - 2.4  Digital Terrain Modeling- Principles and Methodology (2005)  1.1.1, 1.1.2, 1.2.2, 3.1  Digital Terrain Modeling- Acquisition, Manipulation and Applications (2005)  1.4, Chapter 3 Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 4
Nhắc lại  Mô hình hóa bề mặt địa hình (Terrain Modeling)  Biểu diễn bề mặt địa hình dưới dạng raster, trong đó mỗi pixel thể hiện một giá trị độ cao của bề mặt địa hình tại vị trí đó.  Quá trình mô phỏng bề mặt địa hình thông qua:  một tập hợp các điểm phân tán,  một tập hợp dữ liệu dạng đường,  một tập hợp dữ liệu dạng vùng. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 5
Từ bề mặt Trái đất đến mô hình bề mặt địa hình! Bản đồ Hình thức Hình ảnh Đường bình độ Mô hình địa hình Nội dung (Terrain model) Mạng lưới tam giác không đều Mạng lưới ô vuông đều Xây dựng (Manipulation) Điểm độ cao Đường bình độ Ảnh viễn thám Thu thập dữ liệu Xử lý, thiết lập mối quan hệ (Data capture) giữa dữ liệu đầu vào và mô hình địa hình Khảo sát, đo đạc, Địa hình thực tế thu thập dữ liệu địa hình (Reality) Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 6
Phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình  Bản đồ Bản đồ địa hình khu vực đập Đa Nhim (Lâm Đồng) (1:250.000)  Cổ đại (ancient times) Tranh vẽ (painting) Chất lượng rất thấp Không thể sử dụng cho các mục đích kỹ thuật  Hiện đại (modern times) Đo lường dựa trên các quy tắc toán học Tổng quát hóa (generalization) Biểu tượng hóa (symbolization)  Phổbiến là bản đồ địa hình dạng đường bình độ 7
Phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình  Hình ảnh Ảnh Thành phố Huế do vệ tinh VNREDSat-1 chụp ngày 13/5/2013 hình ảnh, sau là  1849, không ảnh (aerial photographs) được sử dụng  Ban đầu, công nghệ trắc địa ảnh (photogrammetry)  Từ 1970, bổ sung ảnh vệ tinh (satellite images) 8
Phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình  Từ giữa thế kỷ 20, biểu diễn địa hình dạng số phát triển cùng với công nghệ máy tính, toán học, đồ họa máy tính.  Máy tính trở thành phương tiện quan trọng biểu diễn địa hình dạng số.  Bềmặt địa hình dạng số có thể được biểu diễn bằng toán học và đồ họa. 9
Phương pháp biểu diễn bề mặt địa hình  Đường bình độ (Contours)  Tập hợp các đường nối liền các điểm có độ cao bằng nhau theo khoảng cao đều cho trước.  Mạng lưới tam giác không đều (TINs- Triangulated Irregular Networks)  Tập hợp các tam giác không đều nằm kề nhau nối liền các điểm độ cao theo quy tắc Delaunay.  Mạng lưới ô vuông đều (Regular Grid Networks)  Tập hợp các ô vuông (pixel) nằm kề nhau thể hiện giá trị độ cao. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 10
Yêu cầu cần đạt  Nắm bắt sự phát triển của các hình thức biểu diễn địa hình: bản đồ, hình ảnh từ thời cổ đại đến thời hiện đại?  Ảnh hưởng của máy tính, toán học và đồ họa đến các phương pháp biểu diễn địa hình?  Phân loại theo nội dung thể hiện, có những phương pháp biểu diễn địa hình đang được sử dụng hiện nay? Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 11
Đường bình độ (Contours)  Mô hình địa hình 2D  Phương pháp phổ biến nhất, chính thống trong bản đồ địa hình  Tập hợp các đường độ cao (tưởng tượng) liên tục trên mặt đất.  Tập hợp các giao tuyến tạo bởi các mặt phẳng (song song với mặt thủy chuẩn) với bề mặt địa hình.  Vídụ, các đường giao nhau của mặt nước với bề mặt đất xung quanh. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 12
Một số dạng đường bình độ 14
Đường bình độ (Contours)  Cấu trúc dữ liệu  Tập hợp các đường nối liền các điểm có độ cao bằng nhau (constant elevation).  Đường bình độ cái in đậm (ghi giá trị độ cao/ Index contours). Đường bình độ con in thường, giá trị được nội suy từ bình độ cái.  Khoảng cao đều (contour interval) là chênh lệch độ cao Sườn thoải Sườn dốc giữa 2 đường bình độ liên tiếp (khoảng cách đứng/vertical distance): 1m, 5m, 10m,…  Khoảng cách ngang (horizontal distance) dựa trên tỉ lệ bản đồ. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 15
Đường bình độ (Contours)  Tính chất  Khoảng cách đứng giữa 2 đường bình độ liên tiếp được xem là đồng nhất.  Khoảng cách ngang giữa 2 đường bình độ tỉ lệ nghịch với giá trị độ dốc. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 16
Đường bình độ (Contours)  Tính chất  Độ dốc lớn nhất của địa hình tại bất kỳ điểm nào trên đường bình độ là đường dọc theo pháp tuyến của đường bình độ tại điểm đó. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 17
Đường bình độ (Contours)  Tính chất  Đường bình độ không đi qua các cấu trúc cố định như nhà cửa.  Các đường bình độ lồng vào nhau, không xoắn ốc, không cắt nhau (trừ trường hợp hang động và núi hàm ếch).  Mỗi đường bình độ phải tự đóng nhưng không nhất thiết phải nằm trong khung bản đồ. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 18
Bài tập 1  Cho bề mặt địa hình dạng đồi núi với độ cao thấp nhất, cao nhất lần lượt là 20 m và 756 m.  Với khoảng cao đều 100 m, có bao nhiêu đường bình độ được tạo ra? Mô tả giá trị của các đường bình độ? 2 điểm A, B nằm trên lần lượt hai đường bình độ có giá trị 500 m, 600 m. Biết khoảng cách ngang 50 m. Hãy tính độ dốc do tia AB hợp với mặt phẳng song song với mặt thủy chuẩn? Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 19
Đường bình độ (Contours)  Phương pháp xây dựng  Phương pháp thiết lập/vẽ đường bình độ trên một mặt phẳng hoặc bản đồ được gọi là bình độ hóa (contouring). thuộc thiết bị sử dụng (để xác định khoảng cách ngang và  Tùy đứng của các điểm), có thể chia thành 2 phương pháp:  Trực tiếp  Gián tiếp Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 20
Yêu cầu cần đạt  Nắm bắt tính chất, cấu trúc dữ liệu của đường bình độ?  So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp xây dựng đường bình độ? Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 21