روش های تولید DEM

تولید DEM یعنی نمونه برداری از عوارض زمین و تشکیل ارتباط میان مشاهدات گوناگون شامل دو مرحله است، جمع آوری داده های اولیه و ساخت مدل مناسب. در مورد جمع آوری داده ها به منظور تهیه DEM به چند نکته باید توجه شود:

  • نوع داده های مورد استفاده: داده ها به دو صورت مختصاتی و توصیفی برداشت می شوند. چون هدف تهیه مدل ارتفاعی است، در واقع فضا به نقاط مسطحاتی تقسیم شده و ارتفاع (z) نقاط برداشت می شود. یعنی مشاهدات ارتفاعی (elevation observation) انجام می شود. از طرفی در مواردی خاص مثل تپه ها، شکستگی ها، خط الراسها، خط القعر ها و . . . باید داده های توصیفی (attribute) برداشت شود تا در مرحله تولید مدل مشکلی ایجاد نشود.
  • چگونگی جمع آوری داده ها: شامل منبع جمع آوری و روش جع آوری داده هاست. منبع اخذ داده ها مممکن است نقشه برداری زمینی، فتوگرامتری، سنجش از دور، لیزر و یا نقشه های موجود باشد . پارامتر های موثر در انتخاب روش مناسب مطابق زیر میباشند:
  • وسعت منطقه – دقت نهایی و کیفیت مورد نظر – تجهیزات و امکانات موجود – نوع اطلاعاتی که باید برداشت شود .

هدف اساسی در موارد فوق برداشت نقاط نمونه باحداقل قیمت و حد اکثر دقت است. هر چه وسعت منطقه بیشتر باشد کاربرد روشهای زمینی کمتر شده و روشهای فتوگرامتری بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. چون دقت روشهای نقشه برداری بیشتر است اما در وسعت زیاد مقرون به صرفه نیست.

نمونه برداری

همانطور که گفته شد، از آنجا که نقاط نمونه جزئی از DEM هستند، پراکندگی آنها روی دقت DEM تاثیر می گذارد. برای نمونه برداری روشهای مختلفی وجود دارد که عبارتند از::

1- روش انتخابی یا تصادفی (Random or selective) :

در این روش، برداشت نقاط به صورت دستی و “با تصمیم اپراتور” انجام می شود. به علت دخالت اپراتور، با حداقل نقاط برداشت شده حداکثر دقت حاصل می شود. معمولا شکستگیها و نقاطی که نبودشان باعث ایجاد خطای جدی می شود، برداشت می شوند. هم چنین در بعضی موارد اطلاعات توصیفی منطقه نیز مورد برداشت قرار می گیرند. نقاط باید به گونه ای برداشت شوند که دقت دلخواه در DTM نهایی حاصل شود.

مزیت این روش امکان برداشت همه نقاط شکستگی، دقت بالا و امکان برداشت اطلاعات توصیفی به صورت دستی است. از معایب این روش آن است که به وسیله اپراتور انجام می شود و نیاز به تخصص بالا دارد. هم چنین نمی توان آنرا به صورت اتوماتیک انجام داد و سرعت نمونه برداری پایین است. به ذلیل وجود چنین مشکلاتی از روشهای سیستماتیک استفاده می شود که در آنها منطقه طبق مسطحات و بدون در نظر گرفتن شکل زمین تقسیم بندی شده و نقاط نمونه برداشت می شوند.

2- روش سیستماتیک (systematic) :

در این روش به شکل و پیچیدگی منطقه توجه نمی شود و فاصله بین نقاط معمولا ثابت است. با استفاده از مختصات گوشه های منطقه شبکه منظمی ایجاد شده و x وy نقاط شبکه محاسبه می شود. سپس در این نقاط برداشت به صورت ارتفاعی انجام می شود. این شبکه منظم به شکلهای مختلفی ایجاد می شود:

  • مربعی (Grid) : رایج ترین روش ایجاد شبکه های منظم است که در آن تمام منطقه به مربع های مساوی تقسیم می شود و در رئوس مربع ها ارتفاع نقاط برداشت می شود.
  • پروفیل (Profile): شبکه به صورت مستطیلی است، چون فاصله نقاط دو پروفیل بیشتر از فاصله بین نقاط در هر پروفیل است.
  • مثلثی (Triangle) : فاصله بین نقاط ثابت است اما اجزای شبکه مثلث هستند.
  • شش ضلعی (Hexa) : اجزای شبکه به صورت شش ضلعی هستند. این شبکه دارای استحکام بالاتری نسبت به حالتهای قبل است.

در روش سیستماتیک فاصله برداشت نقاط یا ابعاد cell های شبکه بستگی به دقت مورد درخواست و پیچیدگی و نوع منطقه دارد. اما این فاصله در قسمتهای مختلف منطقه ثابت باقی می ماند. حسن این روش قابلیت آن برای برنامه ریزی کامپیوتری و اتوماتیک کردن است. اما عیب آن عدم توجه به شکل منطقه، حجم بالای اطلاعات برداشت شده و دشوار بودن تعیین فاصله بهینه نمونه برداری است.

3- روش تدریجی (Progressive) :

در این روش بر خلاف روش قبل منطقه بر حسب نوع و پیچیدگی عوارض تقسیم بندی می شود. درواقع هدف آن است که فاصله بهینه نمونه برداری با حداقل تعداد نقاط و بالاترین دقت حاصل شود. معمولا تقسیم بندی منطقه مانند روش quadtree است. در این روش ابتدا منطقه به چهار قسمت تقسیم می شود. در هر قسمت بررسی می شود که آیا ارتفاع نقطه وسط با استفاده از نقاط گوشه ای با دقت مناسب به دست می آید یا نه؟ در صورت منفی بودن جواب، منطقه مورد بررسی به چهار قسمت کوچکتر تقسیم می شود و به همین ترتیب تا کل منطقه مورد بررسی قرار بگیرد. در واقع با این کار در مناطق پر عارضه یا دارای تغییرات ارتفاعی زیاد، تعداد نقاط بیشتری برداشت می شود. حسن این روش آن است که قابل برنامه نویسی است و دقت بالاتر و تعداد نقاط کمتری نسبت به روش سیستماتیک دارد. اما عیب روش تدریجی آن است که وقتی ارتفاع نقطه داخلی شبکه مورد بررسی قرار می گیرد ممکن است به طور تصادفی مقدار مناسبی حاصل شود اما در این فاصله شکستگی یا تغییرات شیب وجود داشته باشد.

4- روش ترکیبی (Composite) :

برای حذف مشکلات روشهای پیش از روش ترکیبی استفاده می شود. مثلا همانطور که ذکر شد در جاهائیکه تغییرات شیب منطقه زیاد است با کوچکترین خطا، امکان اشتباه وجود دارد. در این حالت تشخیص اینکه در کدام منطقه باید نقطه نمونه در نظر گرفته شود، دشوار است. پس با تلفیق روش تدریجی با کار اپراتور (به منظور بررسی بهتر شیب منطقه) روش ترکیبی مورد استفاده قرار می گیرد. اپراتور می تواند برای جلوگیری از افزایش حجم داده، تعداد تقسیم های روش تدریجی را محدود کند و بقیه کار را به صورت برداشت تصادفی انجام دهد. اما در این روش به علت دخالت اوپراتور بحث اتوماسیون دچار مشکل می شود.

 r236 9 20101215 tandemx de thumb روش های تولید DEM

ساختاردهی مدل (model construction: surface representation)

پس از انجام عمل نمونه برداری یک مجموعه نقاط یا سطحی ناپیوسته از سطح پیوسته زمین به دست آمده است. در این مرحله باید دوباره به یک سطح پیوسته یعنی DEM دست یافت. برای این کار به یک مدل نیاز است که می تواند به صورت یک رویه و یا یک حجم (solid) باشد.

1- سطوح تابعی (functional surface)

در این حالت از یک تابع به صورت z=f(x,y) برای نمایش سطح استفاده می شود. در واقع برای هر نقطه با مختصات (x,y) مشخص فقط یک z وجود دارد این سطح، سطحی 5/2 بعدی است زیرا فواصل بین نقاط نمونه از طریق وابستگی بین نقاط پر می شوند. در واقع به علت وابستگی نقاط به هم سطح ایجاد شده سه بعدی کامل نیست. از این مدل بیشتر در فتوگرامتری استفاده می شود.

2- سطوح توپر (solid models)

این مدل ها در حقیقت حجم ندارند اما یک فضای سه بعدی حجم مانند را اشغال می کنند. در این حالت برای هر نقطه با یک (x,y) ممکن است چندین مقدار z به دست آیأ. اجزای تشکیل دهنده این فضا به جای پیکسل با عنوان voxel شناخته می شوند. این مدل در GIS ، زمین شناسی، هواشناسی و فیزیک کاربرد زیادی دارند.

یکی از خصوصیات عمده سطوح DTM آن است که سطوح باید پیوسته باشند یعنی اولا اگر از دو راستا به سمت یک نقطه حرکت شود یک مقدار z به دست آید، هم چنین در فاصله سطوح هیچ گسستگی وجود نداشته باشد.

Человек который продвигает сайты должен иметь большой опыт, знания и умения topodin,

مطالب مرتبط

2 نظر

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *