Пространственный анализ презентация

Содержание

ТЕМА №6. Пространственный анализ

Слайд 1ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ


Слайд 2ТЕМА №6.
Пространственный

анализ

Слайд 3Построение моделей поверхностей
Поверхность – это двумерный пространственный объект, определяемый не только

плановыми координатами (X, Y), но и аппликатой как одним из атрибутов образующих ее объектов.

Гравитационное поле

Геологические границы


Слайд 4Непрерывные и дискретные поверхности
Дискретные данные
Изображение с помощью изолиний не проявляет ее

дискретный или непрерывный характер

Слайд 5Модели поверхностей
GRID




TIN


Слайд 6Инструменты 3D Analyst
Панель инструментов 3D Analyst
Панель инструментов Spatial Analyst
Дополнительные модули ArcGIS


Слайд 7
Название – сокращение Triangulated Irregular Network
(нерегулярная триангуляционная сеть)
TIN
Нерегулярная сеть треугольников


Представление
поверхности с помощью TIN


Слайд 8Создание TIN модели



x,y,z
x,y,z
x,y,z
Массовые точки
узел
ребро
грань
Грань представляет собой треугольник, расположенный в трехмерном пространстве.
Грань

определяет плоскость, ее уклон и направление уклона.



Слайд 9TIN: триангуляция Делоне
Алгоритм триангуляция Делоне оптимизирует представление поверхности


Слайд 10Топология в TIN
TIN - топологическая структура данных, управляющая информацией об узлах,

которые входят в каждый треугольник, и о соседях каждого треугольника.

A

B

C

D

E

H

F

G

1

2

3

4

5

6

7

8

Треугольники всегда имеют 3 узла и обычно имеют 3 соседних треугольника. Треугольники на внешней границе TIN могут иметь одного или двух соседей.


Слайд 11Представление морфологии поверхности с помощью TIN
Расчет TIN по 3D точкам
Добавление линейных

объектов

Добавление площадных объектов

Hardlines
(softlines)

Harderase
(hardreplace)


Слайд 12Пространственные объекты поверхности в типовой TIN
Это крутой участок с резкими измене-ниями

топографии. Чтобы представить локальную форму этой поверхности, необходимо большее количество массо-вых точек.

Эта область имеет пологий склон без пе-репадов кру-тизны. Здесь требуется не-много массо-вых точек.

Озеро или пруд могут быть смоделированы полигоном заме-щения, приводя-щим высоту водоема к по-стоянной высо-те.

Положение дорог моделируется мягкой линией перегиба


Слайд 13Особенности TIN моделей
Модели обычно применяются для точного

моделирования небольших областей, например, в инженерных приложениях, где они полезны благодаря возможности вычислений планиметрических площадей, площадей поверхности и объемов.

Слайд 14GRID - модель
Гриды представляют поверхность по регулярно распределенным точкам
Структура GRID –

моделей полностью соответствует структуре непрерывных растровых данных

Слайд 15ESRI ARC GRID (GRID)


Изображение в формате ESRI ARC GRID в

файловой структуре

Гравитационное поле Пермского края в редукции Буге

Значение ячейки относится к ее центральной точке


Слайд 16Интерполяция
Точечный набор известных
значений
Растр, интерполированный по точкам.
Ячейки, выделенные красным,
указывают точки исходного набора.
Интерполяция

исполь-зуется для создания поверхности по ограни-ченному числу замеров какого-либо параметра. Каждый объект слоя точек это - место, где проводилось измерение. С помощью интерполяции рассчитываются значе-ния между точками измерений.

интерполяция

High

Low

интерполяция




Слайд 17Приложение ArcToolbox


Слайд 18
Интерполяция: метод обратно взвешенных
расстояний (IDW)

λi – вес измеренного значения
k -степень
Радиус

интерполяции

11,8


Слайд 19Интерполяция: метод Сплайн (Spline)


Слайд 20

Интерполяция: метод Тренд (Trend)
Аппроксимация поверхности тренда полиномом первого порядка
Аппроксимация поверхности тренда

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


Слайд 21Интерполяция: метод Кригинг
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)


Слайд 22Метод Кригинг: вариограмма
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 23Моделирование вариограммы
Линейная модель
Сферическая модель
Экспоненциальная модель


Слайд 24Метод Кригинг: вычисление предполагаемых значений
λi –

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

Радиус интерполяции


Слайд 25Интерполяция: Топо в растр


Слайд 26Grid модель по методу ОВР


Алгоритм TOPOGRID реализован в ArcGIS и учитывает не только пространственное положение изолиний рельефа и отметок высот, но и расположение речной сети, закрытых водоемов (озер), локальных понижений рельефа (колодцев), дорог и создает скорректированную гипсометрическую поверхность, пригодную для гидрогеологического моделирования .

Grid модель по TOPOGRID

Интерполяция: метод Топо в растр (TOPOGRID)


Слайд 27интерполяция
интерполяция

с учетом барьеров
Учет разрывных нарушений


Слайд 28Использование маски анализа



Маска анализа
Маска анализа – полигон, соответствующий области определения

поверхности



Слайд 29
Сравнение методов интерполяции
Линейная интерполяция
ОВР
Сплайн (Натяжение)
Кригинг


Слайд 30Особенности грид моделей
Регулярно-ячеистые модели обычно

применяются для мелкомасштабного моделирования поверхностей.

Слайд 31Конвертация моделей поверхностей


GRID модель
TIN модель
Преобразование TIN
в растр проводится

для расширенного моделирования поверхностей или для извлечения из TIN информации об уклоне или экспозиции склонов.




Слайд 32Анализ поверхностей
Анализ поверхностей осуществляется как по TIN, так и по

grid моделям с помощью инструментов ArcToolbox.

Инструменты 3D Analyst

Инструменты Spatial Analyst


Слайд 33Анализ поверхностей: изолинии


Слайд 34Анализ поверхностей: уклон
МодельTIN:
каждая грань однозначно определена в пространстве



Разрешение грида 100 м,
длина ячейки по диагонали 141 м

Уклон отражает наиболее крутой склон в точке поверхности.


Слайд 35подъем
расстояние
Угол уклона = θ
Процент уклона =
* 100 %
Градусы уклона

= 30 45 76
Проценты уклона = 58 100 375

расстояние

подъем

Набор данных высот

Выходной набор данных уклона

Значение уклона
(в градусах)


Слайд 36экспозиция
Анализ поверхностей: экспозиция
Экспозиция склона указывает направление наиболее крутого

наклона в точке поверхности.

Слайд 37Азимут - это угловое направление расположения солнца, измеряемое от севера против

часовой стрелки, в градусах от 0 до 360.

Высота - это угол высоты источника осве-щения над горизонтом: от 0 (горизонт) до 90 градусов (зенит).

Отмывка рельефа выполнена для значения азимута 315 градусов и высоты 45 градусов.

Исходный растр высот

Наложение растра высот на отмывку рельефа

Анализ поверхностей: отмывка рельефа

Функция отмывки рельефа создает эффект освещения поверхности, определяя значение освещенности в каждой точке поверхности.


Слайд 38Анализ поверхностей: видимость
Грид-модель рельефа
Грид видимости


Слайд 39Предыдущая поверхность
Последующая
поверхность
Поверхность
Насыпей/Выемок
Функция Насыпей/Выемок показывает площади и

объемы изменений между двумя грид- моделями поверхностей.
Она указывает площадь и объем поверхности, в которой произошли изменения, связанные с добавлением или удалением вещества поверхности.

Анализ поверхностей: расчет объемов

Функция Разность поверхностей показывает площади и объемы изменений между двумя TIN моделями поверхностей.

Размыв

Эрозия


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