Основы картопостроения в программном пакете Surfer презентация

Содержание

стандартные программы MSOffice; программы статистической обработки информации (Statistica, Коскад); программы компьютерной графики: стандартные программы (CorelDraw, Photoshop…); программы инженерной графики (Surfer, Grapher, Voxler, Strater); системы

Слайд 1 КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГЕОЛОГИИ

Слайд 2
стандартные программы MSOffice;
программы статистической обработки информации (Statistica, Коскад);
программы

компьютерной графики:
стандартные программы (CorelDraw, Photoshop…);
программы инженерной графики (Surfer, Grapher, Voxler, Strater);
системы автоматизированного проектирования (AutoCAD и др.);
специализированные системы обработки и интерпретации геолого-геофизической информации;
системы комплексного анализа и интерпретации геолого-геофизических данных;
геоинформационные системы.

Программные средства и технологии, используемые для обработки геолого-геофизической информации:

Слайд 3Содержание курса:

Основы картопостроения в программном пакете Surfer (Golden Software).
Создание трехмерных

моделей полей в программе Voxler (Golden Software).
Основы проектирования в системе Autocad (Autodesk)

Решение геологических задач в геоинформационной системе ArcGIS (ESRI)
Создание 3D модели залежи и подсчет запасов в системе Micromine (Micromine).

План прохождения дисциплины


30 (12)

30 (12)

40 (17)


Итоговая аттестация

Баллы

40 (16)

20 (8)

40 (17)

II семестр

I семестр

Слайд 4ТЕМА №1.
Основы картопостроения в программном пакете Surfer

Слайд 5Программа Surfer (Golden Software, США)
Основным назначением

пакета является построение карт поверхностей z = f(x, y).

3D проекция

Слайд 6Интерфейс программы
Менеджер объектов
Панели
инструментов
Меню
программы
Окно Plot

Слайд 7
Программа включает 3 основных функциональных блока:

построение цифровой модели поверхности;
вспомогательные операции с

цифровыми моделями поверхности;
визуализация поверхности.

Структура системы

Слайд 8 Цифровая модель поверхности Z(x, y)

представляется в виде значений в узлах прямоугольной регулярной сетки, дискретность которой определяется в зависимости от конкретной решаемой задачи.





















Δx

Δy



z6

z5

z4

z3

z2

z1

z13

z7

z8

z12

z11

z10

z9

z20

z19

z18

z17

z16

z15

z14

узел

x

y

Δx ≠ Δy

Построение цифровой модели поверхности

Слайд 9
линия x
(X=const)
Для хранения применяются файлы типа [.GRD] (двоичного или текстового

формата).


линия y
(Y=const)

количество ячеек по осям X и Y

min и max значения X, Y, Z


Программа Surfer позволяет использовать готовые цифровые модели поверхностей в форматах других систем USGS [.DEM], GTopo30 [.HDR], SDTS [.DDF], Digital Terrain Elevation Model (DTED) [.DT*] .

Слайд 10 В пакете реализованы 3 варианта получения

значений в узлах сетки:

по исходным данным, заданным в произвольных точках области (в узлах нерегулярной сетки), с использованием алгоритмов интерполяции двухмерных функций;
вычисление значений функции, заданной пользователем в явном виде;

переход от одной регулярной сетки к другой.

Слайд 11Создание grid по нерегулярному набору данных
Исходные данные:
Таблицы форматов [.BLN], [.BNA], [.CSV],

[.DAT], [.DBF], [.MDB], [.SLK], [.TXT], [.WKx], [.WRx], [.XLS], [.XLSX]

Данные XYZ

Слайд 12Пункт меню Grid>Data

Слайд 13 Выбор плотности сети следует производить в соответствии

с исходными данными или требуемым масштабом карты.

Если известен масштаб, в котором надо изобразить карту, то шаг между линиями сетки надо задать равным тому количеству единиц карты, которые помещаются в 1 мм изображения.
Например, при масштабе 1:50 000 это 50 м.

Если требуемый масштаб заранее не известен, то шаг между линиями сетки можно задать равным половине среднего расстояния между точками данных.

Выбор размера ячейки сетки

Слайд 14Gridding - методы
Inverse Distance (Обратно взвешенные расстояния),
Kriging (Крикинг),


Minimum Curvature (Минимальная кривизна),
Polynomial Regression (Полиноминальная регрессия),
Triangulation with Linear Interpolation (Триангуляция с линейной интерполяцией),
Nearest Neighbor (Ближайший сосед),
Shepard's Method (Метод Шепарда),
Radial Basis Functions (Радиальные вазисные функции),
Moving Average (Скользящее среднее) и т.д.

Слайд 15 Метод Триангуляция с линейной интерполяцией (Triangulation

with Linear Interpolation) базируется на триангуляции Делоне по входным точкам и линейной интерполяцией отметок поверхности в пределах плоских граней.

ИНТЕРПОЛЯЦИЯ: метод Triangulation with Linear
Interpolation

Триангуляция Делоне


точки с известными значениями

точка с неизвестным значениям (узел)


Слайд 16 Метод Обратно взвешенные расстояния (Inverse Distance to a

Power) рассчитывает значения ячеек путем усреднения значений в опорных точках, находящихся в окрестности каждой ячейки. Чем ближе точка к центру ячейки, значение которой вычисляется, тем большее влияние, или вес, она имеет в процессе усреднения

ИНТЕРПОЛЯЦИЯ: метод Inverse Distance to a Power (IDW)

Радиус интерполяции

λi – вес измеренного значения;
k – показатель степени

, где

Слайд 17ИНТЕРПОЛЯЦИЯ: метод Minimum Curvature
Метод Минимальная кривизна (Minimum Curvature)

рассчитывает значения с использованием математической функции, которая минимизирует общую кривизну поверхности и строит сглаженную поверхность проходящую через опорные точки

Слайд 18

Интерполяция: метод Polynomial Regression
Аппроксимация поверхности полиномом первого порядка
Аппроксимация поверхности полиномом

второго порядка

z(х)=a0+a1x1+a2x2+…..+anxn - полином n-го порядка

Метод наименьших квадратов минимизирует сумму

- рассчитанное (оценочное) значение параметра z

- наблюденное значение параметра z

Метод Полиноминальная регрессия (Polynomial Regression) основан на аппроксимации поверхности полиномом определенного порядка:

Слайд 19Интерполяция: метод Kriging
Иллюстрация элементов кригинга. Дрейф (общая тенденция), случайные, но пространственно

коррелированные колебания высоты (небольшие отклонения от общей тенденции), и случайный шум.































Дрейф (общий тренд изменения высоты)

Случайные, но пространственно- коррелированные флуктуации высот

Случайный шум (валуны)

Метод Кригинг (Kriging) базируется на статистических моделях, которые учитывают пространственную автокорреляцию (статистическую взаимосвязь между опорными точками)

Слайд 20Вариограмма
Образование пар точек:
красная точка образует пары со всеми другими точками

измерений


Полудисперсия (расстояние h) = 0.5 * среднее[ (значение в точке i – значение в точке j)2]
для всех пар точек, разделенных расстоянием h


h


Слайд 21Моделирование вариограммы
Линейная модель
Сферическая модель
Экспоненциальная модель

Слайд 22Вычисление значений в узлах сети
λi –

вес измеренного значения,
вычисляется на основе модели вариограммы и пространственного распределения точек замеров вокруг оцениваемой точки

Радиус интерполяции

Слайд 23
Сравнение методов интерполяции
Триангуляция с линейной интерполяцией
Обратно взвешенные расстояния
Минимальная кривизна
Кригинг

Слайд 24Дополнительные опции
1. Определение области исходных данных для расчета значений в узлах

grid файла




Слайд 252. Учет «следов разломов» (Breaklines) и разломов (Faults)
Структура файла [.BLN]
Задание Fault
Учет

Faults поддерживают методы интерполяции: Inverse Distance to a Power, Minimum Curvature, Nearest Neighbor, and Data Metrics.


Faults

С помощью задания Faults имитируется положение разрывных нарушений типа сброс/взброс.

Слайд 26Структура файла [.BLN]
Задание Breakline
Учет Breakline поддерживают методы

интерполяции: Inverse Distance to a Power, Kriging, Minimum Curvature, Nearest Neighbor, Radial Basis Function, Moving Average, Local Polynomial

Breaklines


Слайд 27Учет разрывных нарушений
Контурная карта без учета разломов
Учет
Breaklines
Учет
Faults

Слайд 28Визуализация изображений поверхности


Контурная карта
Карта основы
Карта точечных данных
Растр
Затененный рельеф
Векторная карта
Трехмерная сетка
Трехмерная поверхность


Результат построения сохраняется в виде векторной
графики в файле [.srf].

Слайд 29 Контурные карты
Contour Maps


Слайд 30Трехмерные изображения поверхности
3D Surface Maps


Слайд 313D Wireframe Maps
Трехмерные сетки

Слайд 32 Векторные карты
Vector Maps

Слайд 33Image Maps
Растры

Слайд 34Shaded Relief Maps
Карта
затененного рельефа

Слайд 35Карты основы
Base Maps
Импортируемые форматы:
AN?, BLN, BMP, BNA, BW,

DCM, DIC, DDF, DLG, DXF, E00, ECW, EMF, GIF, GSB, GSI, JPEG, JPG, LGO, LGS, MIF, PCX, PLT, PLY, PNG, PNM/PPM/PGM/PBM, RAS, RGB, RGBA, SHP, SID, SUN, TGA, TIF, TIFF, VTK, WMF, X, XIMG

Слайд 36Карты водоразделов
Watershed Maps
водные потоки
бассейны
депрессии
Карты отражают дренажные системы

Слайд 37 Данные XYZ
(BLN, BNA, CSV, DAT, DBF, MDB, SLK, TXT, WKx,

WRx, XLS, XLSX)

Моделирование дискретных объектов

Слайд 38 Карты точечных данных
(Post Maps)

Слайд 39 Карты классифицированных точечных данных
Classed Post Maps

Слайд 40 Boundary Files [.bln]
X1 ,Y1
X2,Y2
X3 ,Y3
X4 ,Y4
X5 ,Y5
X7 ,Y7
Линия
X6

,Y6

X1 ,Y1

X2 ,Y2

X3 ,Y3

X4 ,Y4

X5 ,Y5

X6 ,Y6

X7 ,Y7

X8 ,Y8

X9 ,Y9

X10 ,Y10

X1=X10

Y1=Y10

Полигон (замкнутый)

Слайд 41Base Maps

Слайд 42Многослойные карты

Слайд 45Stack Maps
«Этажерки»

Слайд 46Математические операции над гридами,
Дифференцирование и интегрирование гридов,

Фильтрация;
Сглаживание сплайнами,
Бланкировка,
Конвертация в другие форматы,
Извлечение

части грида,
Трансформация грида (преобразование координат),
Создание мозаики гридов (компоновка грида из нескольких файлов),
Вычисление объема тел, ограниченных поверхностями,
Построение разрезов по профилям,
Вычисление ошибок интерполяции,

Графическое редактирование грида.

Пункт меню Grid

Вспомогательные операции с поверхностями

Слайд 47Графический редактор для ввода и коррекции значений данных сеточной области
Ручная

коррекция сетки (Grid Node Editor)

Слайд 48 Оценка точности интерполяции (Residuals)
Пункт меню Grid

Слайд 49Математические операции над гридами (Math)
Позволяет осуществлять вычисления над

одним или двумя гридами

Входной грид 1

Входной грид 2

Выходной грид

Формула вычислений

-

=

Кровля

Подошва

Мощность

Слайд 50Анализ поверхностей (Calculus)
Позволяет осуществлять анализ формы поверхности
Входной грид
Выходной грид


Методы



Углы
наклона



Terrain
Slope

Ориентация склонов

Terrain Aspect

Слайд 51Фильтрация (Filter)
Позволяет выделять разночастотные составляющие моделей поверхностей
Входной грид
Выходной грид


Методы


Оператор


Размер оператора


Низкочастотная
фильтрация
41×41

Слайд 52Бланкирование (Blank)
Позволяет обнулять участки карты, определенные файлом [.bln]

Бланкировка
Blank
Границы полигона
Входной

грид + Файл [.bln] = Выходной грид

Слайд 53Построение разрезов (Slice)
Позволяет рассечь поверхность вдоль

линии, положение которой определено файлом [.bln]

Входной грид + Файл [.bln] = Выходной файл [.dat]

X Y Z

Линия профиля

Разрез по профилю





Расстояние
по профилю

Слайд 54Векторизация

Слайд 55Оформление карт

Слайд 57Инструменты программирования:
пакет Scripter, встроенный в Visual Basic

Похожие презентации

Заголовок презентации. Подготовка к показу презентации (Виды компьютерной графики) 251
Оператори 237
A computer virus 531
Многопоточность в CLR и C# 436
vse professii vazhny 309
DMS 100 коммутация жүйесі 443

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика