نوع داده مورد استفاده در انتخاب روش ساخت مدل سه بعدی اهمیت ویژه ای دارد. بعضی از مدلهای سه بعدی با هدف نمایش سطح زمین ساخته می شوند. این مدلها معمولا از عوارض سطح زمین در تولید مدل ارتفاعی بهره می برند، برای نمونه اگر از خطوط تقسیم آب، خط القعرها و بریدگی های شیب در تولید مدل ناهمواری های سطح زمین استفاده شود، مدل سه بعدی به زمین شبیه تر می شود. از طرف دیگر چنین مدلی چون بر مبنای شبکه مثلثها ایجاد می شود، قابل استفاده در تحلیل های مکانی نیست، لذا امکان تبدیل مدلهای ارتفاعی به همدیگر و یا به نقشه های برداری فراهم است. دقت مکانی و ارتفاعی مدلهای سه بعدی وابسته به داده های مورد استفاده است و هنگام تبدیل در صورت تغییر اندازه واحد تغییر می کند. مهمترین تبدیلهای مورد استفاده در GIS عبارتند از:

تبدیل رستر به تین ( TIN )

امروزه مدل های ارتفاعی به فرمت رستر توسط سازمانهای مختلف از جمله سازمان زمین شناسی امریکا (U.S. Geological Survey) تولید می شود منابع ارتفاعی این مدلها از تصاویر ماهواره ای زوج یا سنجنده های راداری مانند SRTM (The Shuttle Radar Topography Mission) تاًمین می شود. از مهمترین مدل های رقومی ارتفاع، DEM هایی هستند که در ابعاد 7,5×7,5 دقیقه یا به عبارتی 12×14 کیلومتر با بزرگنمایی 30×30 متر تولید می شوند و سیستم تصویر آنها UTM است . برای به دست آوردن مدل ارتفاعی دقیق و شبیه به زمین می توان آنها را به تین تبدیل نمود و سپس با استفاده از عوارض زمینی به فرمت برداری آنها را اصلاح نمود.

مثلث بندی ابتدا لایه رستر را به نقطه ارتفاعی تبدیل می کند به طوری که برای هر پیکسل یک نقطه در مرکز آن در نظر می گیرد. سپس بین نقطه ها سطوح پله ای در حد مقدار انحراف مجاز ارتفاع (z-tolerance) ایجاد می کند (شکل زیر)

مقدار انحراف مجاز قابل تعریف است ولی اکثر نرم افزارها به طور پیش فرض از 1/10 استفاده می کنند. مثلث ها براساس زون های ارتفاعی رستر، در تین ایجاد می شوند (شکل زیر ). هر چقدر توپوگرافی سطح زمین ناهموارتر باشد استفاده از پیکسل های کوچکتر، در نتیجه نقاط ارتفاعی بیشتر الزامی است. ارتفاع در مدل های سه بعدی، بر حسب متر است و چون در تبدیل مدل ارتفاعی واحد طول و عرض با ارتفاع یکسان محسوب می شود لذا توجه به تبدیل واحد ضروری است. برای مثال اگر واحد مختصات رستر فوت باشد هنگام تبدیل آن به تین از ضریب 0.3048 استفاده می شود. شکل کلی دستور تبدیل رستر به تین در نرم افزار ArcGIS به این ترتیب است.

RasterTin_٣d <in_raster> <out_tin> {z_tolerance} {max_points} {z_factor}

به عنوان مثال:

Rastertin_٣D d:\workspace\elev_dem d:\workspace\elev_tin ١٠ ٢ ١٠٠٠٠

در مثال فوق مقدار انحراف مجاز 10 متر، حداکثر تعداد نقاط مورد استفاده در تبدیل 10000 و ضریب تبدیل واحد 2 است. حداکثر استفاده از نقاط در ساختن تین که در مثال فوق 10000 ذکر شده است. به این مفهوم است که اگر مقدار انحراف مجاز کم باشد تعداد گره های بیشتری برای ساختن تین لازم است. البته کامپیوتر های با win32 می توانند 15 تا 20 میلیون گره را اجرا نمایند.

مقایسه تغییرات ارتفاع در تبدیل مدل ارتفاعی رستری به تین

تبدیل مدل ارتفاعی رستری به تین

تبدیل تین ( TIN ) به محدوده سه بعدی : از تین ها می توان وکتور های سه بعدی به صورت پلیگون و پلی لاین تهیه نمود. این بردارها براساس روش درون یابی همسایگی طبیعی تهیه می شود و فقط مرز پلیگونها دارای ارتفاع است و داخل آنها بدون ارتفاع است (شکل زیر ). شکل کلی دستور این تبدیل در نرم افزار ArcGIS به این ترتیب است.

TinDomain_٣d <in_tin> <out_feature_class> <LINE | POLYGON>

تبدیل مدل ارتفاعی تین به محدوده سه بعدی

منبع: کتاب “درآمدی بر سیستم های اطلاعات جغرافیایی”، انتشارات دانشگاه پیام نور

مطالب مرتبط:

تبدیل مدل های سه بعدی (۲- تین به رستر) مدل رقومی ارتفاع ( DEM ) – بخش اول مدل رقومی ارتفاع ( DEM ) – بخش دوم