Bài giảng Mô hình hóa bề mặt (Surface modeling): Bài 1 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Bình An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Mô hình hóa bề mặt (Surface modeling) - Bài 1: Nhập môn mô hình hóa bề mặt (địa hình). Những nội dung chính trong bài này gồm có: Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình; mô hình thông tin - dữ liệu, một số khái niệm về mô hình địa hình - mô hình hóa bề mặt địa hình - mô hình số bề mặt - mô hình số địa hình; tiến trình mô hình hóa bề mặt địa hình; công nghệ liên quan đến mô hình hóa bề mặt địa hình; ứng dụng của mô hình 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 (Surface modeling): Bài 1 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN 1. Nhập môn mô hình hóa bề mặt (Introduction to Surface modeling) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 1
Nội dung  Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình (Terrain research needs)  Mô hình thông tin - dữ liệu (Information/Data Model)  Một số khái niệm (Some concepts of Terrain Modeling)  Mô hình địa hình (Terrain Model)  Mô hình hóa bề mặt địa hình (Terrain Modeling)  Mô hình số bề mặt (Digital Surface Model)  Mô hình số địa hình (Digital Terrain Model)  Tiến trình mô hình hóa bề mặt địa hình (The process of Terrain Modeling)  Công nghệ liên quan đến mô hình hóa bề mặt địa hình (Relationships between Terrain Modeling and other disciplines)  Ứng dụng của mô hình địa hình (Applications of Terrain Models) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 2
Tài liệu tham khảo  Terrain Analysis- Principles and Applications (2000)  1. Digital Terrain Analysis  Digital Terrain Modeling- Principles and Methodology (2005)  1. Introduction  3. Techniques for Acquisition of DTM Source Data  Digital Terrain Modeling- Acquisition, Manipulation, And Applications (2005)  1. Introduction  Surface modeling- High accuracy and high speed methods (2011)  1. Introduction Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 3
Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình Hoạt động Nghiên cứu của con người Ngập lụt Trượt lở đất Địa hình = Phần mặt đất + Các yếu tố trên bề mặt của nó (dáng đất, thủy hệ, thực vật, giao thông, các địa vật,…) Hệ tọa độ phẳng Hệ tọa độ địa lý Trái Đất nhìn từ không gian Trái Đất khi “vắt hết nước” Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình Trái Đất hóa bề mặt Mô hình 4
Mô hình thông tin - dữ liệu Thế giới thực GIS Mô hình dữ liệu n lớp thông tin Mô hình nhận thức Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 5
Một số khái niệm  Mô hình địa hình (Terrain Model): Mô hình (Model) Mô hình địa hình • Một đối tượng/ khái niệm được sử dụng để thể (Terrain Model) hiện cho một sự vật, hiện tượng. • Sự thu nhỏ của hiện thực ở một hình thức mà con người có thể hiểu được. Địa hình (Terrain) • Phần mặt đất và các yếu tố trên bề mặt của nó (dáng đất, thủy hệ, thực vật, giao thông, các địa vật,…). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 6
Một số khái niệm  Phân loại mô hình địa hình (Terrain Model): • Mô hình được tạo ra • Một bản sao vật lý nhỏ • Mô hình được xây dựng trong tâm trí con hơn/lớn hơn của sự dựa trên toán học người vật, hiện tượng. • Các khái niệm toán học • Dựa trên kiến thức • Thường là mô hình như hằng số, biến số, hoặc kinh nghiệm. tương tự (Analog model) hàm số, … Mô hình khái niệm Mô hình vật lý Mô hình toán học (Conceptual model) (Physical model) (Mathematical model) • Mô hình mô tả sự vật, • Mô hình máy tính mô tả hiện tượng khác nhau sự vật, hiện tượng một về bản chất vật lý dưới cách chính xác. dạng phương trình toán, điều kiện như nhau. Mô hình tương tự Mô hình số (Analog model) (Digital model) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 7
Quan niệm của người Ai Cập cổ đại về Trái Đất Trái đất có hình vuông (có 4 góc) với những dãy núi chắn tại chân trời chống đỡ vòm trời. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 8
Làm thế nào xây dựng mô hình địa hình dạng rắn? (How Solid Terrain Models are Made?) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 9
Mô hình địa hình vật lý lớn nhất thế giới  22/6/2006, công bố mô hình địa hình 3D của bang British Columbia, Canada  Tạo bởi Solid Terrain Modeling, (ww.stm- usa.com)- nhà sản xuất mô hình địa hình dạng rắn 3D chính xác nhất thế giới  Kích thước 12,19m x 22,56m  Sử dụng >260 triệu điểm độ cao  Tiêu hao >100 tỷ giọt mực  Tỷ lệ 1:99.000 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 10
Mô hình toán học biểu diễn Trái Đất Trái Đất Hệ tọa độ (The Datum) Geoid (The Earth) --- Mặt dị thường độ cao (Geoid  Mean Sea Level) Dựa trên các bề mặt --- Mặt ellipsoid WGS84 (Global Datum WGS84) hấp dẫn đẳng thế giả thuyết (hypothetical X Trọng tâm Trái Đất equipotential gravitational surface) (Earth’s surface) Đất liền Tất cả các điểm trên Mặt đất (Land) Mặt biển geoid có cùng tiềm H h năng hấp dẫn (Sea surface) Geoid (gravitational potential) (H) N Ellipsoid (x, y, h) Cực (Pole) Ellipsoid b Bán kính trục nhỏ (Polar Radius) = a 6.356.752,314245m Xích đạo Bán kính trục lớn (Equator) (Equatorial Radius) = 6.378.137m Cực (Pole) Độ dẹt (Flattening) = f = (a-b)/a = 1/298,257223563 Chọn mô hình R phù hợp Spheroid (Fitting a model) Xích đạo (Equator) Bán kính (Radius) = Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 6.378.137m 11
Bài tập 1  Đâu là một ví dụ của mô hình địa hình? A. Phương trình ellipsoid biểu diễn độ cao đáy biển B. Mô hình plastic thể hiện cấu trúc bên trong của Trái Đất C. Ảnh vệ tinh VNREDSat-1 chụp Hà Nội ngày 9/5/2013 D. Hệ nhật tâm của Copernicus Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 13
Một số khái niệm  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.  Quátrình 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 © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 14
Một số khái niệm  Mô hình số bề mặt  Mô hình số địa hình (Digital Surface Model) (Digital Terrain Model)  Thể hiện độ cao số của bề mặt  Thể hiện độ cao số của bề mặt địa hình và các đối tượng trên nó địa hình (đất trống). (nhân tạo, thực vật). 15
DSM vs DTM 16
Một số khái niệm  Mô hình 0D, 1D, 2D, 2.5D, 3D, 4D Khối (Cube) Vùng + Độ cao (Polygon + Z value) Vùng (Polygon) Đường 2.5D 3D (Line) 2D Thời gian (Time) Điểm (Point) 1D 0D 4D Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 17
Siêu bão Hải Yến (Typhoon HAIYAN-13)  Minh họa sóng bão (storm surge)  Trung Quốc (China), Việt Nam (Viet Nam), Philippines, Palau  04/11/2013 00:00 UTC - 11/11/2013 00:00 UTC Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 18
Bài tập 2  Cho biết độ cao đo được tại vị trí đỉnh kim tự tháp trên DSM, DTM lần lượt là 100 m, 40 m.  Khi đó, tính chiều cao của tháp (tính từ chân tháp đến đỉnh tháp)? Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 19
Bài tập 3  Theo dõi video sau: https://www.youtube.com/watch?v=dXnFnb3-3jU Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 20
Bài tập 3  Cho biết ý nghĩa của 4 mô hình? Đâu là DSM, DTM? Original Shaded Surface Model Land Levelled Shaded Terrain Model 1 2 Shaded Terrain Model 3 4 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Mô hình hóa bề mặt 21