بخش زمین شناسی

بخش زمین شناسی - بخش عمودی پوسته زمین از سطح تا عمق. بخش‌های زمین‌شناسی بر اساس نقشه‌های زمین‌شناسی، مشاهدات زمین‌شناسی و داده‌های معدن (شامل گمانه‌ها)، تحقیقات ژئوفیزیکی و غیره جمع‌آوری می‌شوند. مقاطع زمین‌شناسی عمدتاً در عرض یا در امتداد برخورد ساختارهای زمین‌شناسی در امتداد خطوط مستقیم یا شکسته که در حضور گمانه‌های مرجع عمیق عبور می‌کنند، جهت‌گیری می‌شوند. از طریق این چاه ها برش های زمین شناسی تحت تأثیر شرایط وقوع، سن و ترکیب سنگ ها هستند. مقیاس افقی و عمودی مقاطع زمین شناسی معمولاً با مقیاس نقشه زمین شناسی مطابقت دارد. هنگام طراحی شرکت های معدنی و بررسی های مهندسی- زمین شناسی، به دلیل غیرقابل مقایسه بودن ضخامت رسوبات سست و طول پروفیل ها، مقیاس عمودی آنها نسبت به افقی ده ها بار یا بیشتر افزایش می یابد.

SURFER در زمین شناسی

سیستم اطلاعات جغرافیایی Golden Software Surfer اکنون استاندارد صنعتی برای ترسیم توابع دو متغیر است. شرکت های کمی در صنعت زمین شناسی هستند که از Surfer در نقشه برداری روزانه خود استفاده نمی کنند. به خصوص اغلب، با استفاده از Surfer، نقشه ها به صورت ایزولاین (نقشه های کانتور) ایجاد می شوند.

مزیت بی نظیر این برنامه الگوریتم های درون یابی تعبیه شده در آن است که به شما امکان می دهد مدل های سطح دیجیتال را با بالاترین کیفیت با استفاده از داده های توزیع نابرابر در فضا ایجاد کنید. متداول ترین روش مورد استفاده، کریجینگ، برای نمایش داده ها در همه علوم زمین ایده آل است.

منطق کار با بسته را می توان در قالب سه بلوک عملکردی اصلی نشان داد:

• · 1. ساخت مدل سطح دیجیتال.
• · 2. عملیات کمکی با مدل های سطح دیجیتال.
• · 3. تجسم سطح.

یک مدل سطح دیجیتال به طور سنتی به عنوان مقادیر در گره های یک شبکه منظم مستطیلی نشان داده می شود که گسستگی آن بسته به مشکل خاصی که حل می شود تعیین می شود. برای ذخیره چنین مقادیری، Surfer از فایل های GRD خود (فرمت باینری یا متنی) استفاده می کند که مدت هاست به استانداردی برای بسته های مدل سازی ریاضی تبدیل شده است.

سه گزینه برای به دست آوردن مقادیر در گره های شبکه وجود دارد:

• · 1) بر اساس داده های اولیه مشخص شده در نقاط دلخواه منطقه (در گره های یک شبکه نامنظم)، با استفاده از الگوریتم های درون یابی توابع دو بعدی;
• · 2) محاسبه مقادیر یک تابع مشخص شده توسط کاربر به صراحت. برنامه Surfer شامل طیف نسبتاً گسترده ای از توابع - مثلثاتی، Bessel، نمایی، آماری و برخی دیگر است.
• · 3) انتقال از یک شبکه معمولی به شبکه دیگر، به عنوان مثال، هنگام تغییر گسستگی شبکه (در اینجا، به عنوان یک قاعده، از الگوریتم های درون یابی و هموارسازی نسبتاً ساده استفاده می شود، زیرا اعتقاد بر این است که انتقال از یک سطح صاف انجام می شود. به دیگری).

علاوه بر این، البته می توانید از یک مدل سطح دیجیتال آماده که به عنوان مثال در نتیجه مدل سازی عددی توسط کاربر به دست آمده است، استفاده کنید.

Surfer چندین الگوریتم درون یابی را به کاربران خود ارائه می دهد: کریجینگ، فاصله معکوس از یک توان، حداقل انحنا، توابع پایه شعاعی، رگرسیون چند جمله ای، روش اصلاح شده روش شپرد (روش شپرد اصلاح شده)، مثلث سازی، و غیره. محاسبه یک شبکه منظم X می تواند انجام شود. , Y, Z فایل های مجموعه داده با هر اندازه ای و خود شبکه می تواند دارای ابعاد 10000 در 10000 گره باشد.

Surfer از انواع نقشه های زیر به عنوان عناصر اصلی بصری خود استفاده می کند:

• · 1. نقشه کانتور. علاوه بر ابزار معمول برای کنترل حالت های نمایش خطوط ایزوله، محورها، قاب ها، نشانه گذاری ها، افسانه ها و غیره، امکان ایجاد نقشه ها با استفاده از پر کردن رنگ یا الگوهای مختلف مناطق جداگانه وجود دارد. علاوه بر این، می توان تصویر نقشه مسطح را چرخاند و کج کرد و از مقیاس بندی مستقل در امتداد محورهای X و Y استفاده کرد.
• · 2. تصویر سه بعدی از یک سطح: Wireframe Map (نقشه فریم)، ​​Surface Map (سطح سه بعدی). این نقشه ها از انواع مختلف طرح ریزی استفاده می کنند و می توان تصویر را با استفاده از یک رابط گرافیکی ساده چرخاند و کج کرد. همچنین می توانید خطوط برش و خطوط ایزوله را روی آنها بکشید، مقیاس مستقل را در امتداد محورهای X، Y، Z تنظیم کنید و عناصر مشبک سطح را با رنگ یا الگو پر کنید.
• · 3. نقشه داده های اولیه (نقشه پست). از این نقشه ها برای نمایش داده های نقطه ای در قالب نمادها و برچسب های متنی مخصوص آنها استفاده می شود. در عین حال برای نمایش مقدار عددیدر یک نقطه، می توانید اندازه نماد را کنترل کنید (وابستگی خطی یا درجه دوم) یا اعمال کنید نمادهای مختلفبا توجه به محدوده داده ساخت یک نقشه با استفاده از چندین فایل قابل انجام است.
• · 4. نقشه پایه. این می‌تواند تقریباً هر تصویر مسطحی باشد که با وارد کردن فایل‌های فرمت‌های گرافیکی مختلف به دست می‌آید: AutoCAD [.DXF]، Windows Metafile [.WMF]، Bitmap Graphics [.TIF]، [.BMP]، [.PCX]، [.GIF] ، [.JPG] و برخی دیگر. این کارت‌ها را می‌توان برای مواردی بیش از ساده استفاده کرد خروجی تصویر، بلکه، برای مثال، برای نمایش برخی از مناطق خالی.

با استفاده از گزینه‌های مختلف برای همپوشانی این نوع نقشه‌های اصلی و قرارگیری متفاوت آن‌ها در یک صفحه، می‌توانید گزینه‌های متنوعی برای نمایش اشیا و فرآیندهای پیچیده دریافت کنید. به طور خاص، به دست آوردن گزینه های مختلف برای نقشه های پیچیده با یک تصویر ترکیبی از توزیع چندین پارامتر به طور همزمان بسیار آسان است. همه انواع نقشه ها را کاربر می تواند با استفاده از ابزارهای ترسیم داخلی خود Surfer ویرایش کند.

روش‌شناسی ساخت نقشه‌های سازه‌ای سقف (پایین) سازند نفت‌بر و بخش زمین‌شناسی آن.

• 1. بر اساس فایل بسازید نقشه اصلیدر مقیاس 1 سانتی متر 1000 متر.
• 2. مرزهای منطقه دارای مجوز را دیجیتالی کنید.
• 3. چاه ها را دیجیتالی کنید و در قالب ذخیره کنید فایل DAT"سقف" (ستون A - طول جغرافیایی، ستون B - عرض جغرافیایی، ستون C - عمق سقف، ستون D - شماره چاه، ستون C - نوع چاه: تولید با عدد سه رقمی، بقیه - اکتشاف)
• 4. خط پروفایل را دیجیتالی کنید. "خط نمایه" را در قالب BLN با سلول خالی B1 ذخیره کنید.
• 5. یک "نقشه نمای کلی از منطقه دارای مجوز" با لایه ها - مرزها، خط نمایه و چاه ها با شرح ایجاد کنید.
• 6. لایه "نقشه ساختاری سقف سازند YuS2" را به نقشه کلی اضافه کنید - هموار (با ضریب 3 برای دو مختصات)، خطوط ایزوله هر 5 متر (پیوست 1).
• 7. یک "نمایه سقف سازند YUS2" ایجاد کنید - مقیاس افقی با مقیاس نقشه منطبق است، مقیاس عمودی 1 سانتی متر 5 متر است.

نرم افزار مشخصات نقشه های زمین شناسی

میخائیل ولادیمیرویچ موروزوف:
سایت شخصی

مدل های ریاضی (درس، نقشه-1): ساخت نقشه های ژئوشیمیایی در نرم افزار Golden Surfer (رویکرد کلی، مراحل و محتوای کار، فرم گزارش)

خوب " روش های مدل سازی ریاضی در زمین شناسی"

کارت-1. ساخت نقشه های ژئوشیمیایی در نرم افزار گلدن سرفر: رویکرد کلی، مراحل و محتوای کار. فرم گزارش.
کارت-2. اصول کار با Golden Software Surfer.

برای یافتن محل تجمع فلز مفید در پوسته زمین، نقشه ژئوشیمیایی مورد نیاز است. چگونه آن را بسازیم؟ این نیاز به نرم افزار خوب و یک رویکرد سیستماتیک دارد. بیایید با اصول و مراحل اصلی این کار آشنا شویم.

تئوری

ساخت نقشه ژئوشیمیایی در برنامه Golden Software Surfer.

اطلاعات اولیه.برای ساخت نقشه ژئوشیمیایی باید تهیه شود صفحه گستردهکه شامل حداقل سه ستون است: دو ستون اول شامل مختصات جغرافیایی نقاط مشاهده (نمونه برداری) X و Y است، ستون سوم حاوی مقدار نگاشت شده، به عنوان مثال، محتوای یک عنصر شیمیایی است.

مختصات: در Surfer ما استفاده می کنیم مختصات مستطیلی (بر حسب متر)، اگرچه در ویژگی های نقشه می توانید از بین سیستم های مختصات ممکن مختصات قطبی مختلف (در درجه-دقیقه-ثانیه) را نیز انتخاب کنید. در عمل، هنگام کار با تصاویر بر روی یک ورق کاغذ مسطح، کار در یک سیستم مختصات مستطیلی در قالب سفارشی راحت تر است.

مختصات از کجا می آیند:
1. هنگام ثبت نقاط در محل، مختصات از دستگاه توپوگرافی GPS یا GLONASS به شکل مختصات قطبی (مثلاً در سیستم مختصات) گرفته می شود. WGS 84). یک دستگاه مرجع تاپ ممکن است اکنون شبیه یک تلفن هوشمند به نظر برسد، اما استفاده از یک دستگاه خاص، که با محبت "جیپ" نامیده می شود، راحت تر و قابل اعتمادتر است.
2. هنگام انتقال داده ها به رایانه از نقشه بردار توپوگرافی، مختصات از قطبی به سیستم مختصات مستطیلی مورد استفاده تبدیل می شوند (مثلاً در سیستم ها). UTM, پولکوو-1942، اما می توانید استفاده کنید محلیسیستم ژئودتیک اتخاذ شده در یک شرکت خاص). برای تبدیل مختصات قطبی به مختصات مستطیلی، استفاده از برنامه راحت است اوزی کاوشگر.
3. ستون های صفحه گسترده آماده شده برای کار با Surfer باید دارای مختصات مستطیلی بر حسب متر باشد.

کمیت نقشه برداری: برای ساخت یک نقشه آموزشی در خطوط ایزولاین استفاده می کنیم لگاریتم محتواهر عنصر شیمیایی چرا لگاریتم؟ زیرا قانون توزیع محتوای ریز عناصر تقریباً همیشه لگاریتمی است. البته در کار واقعیابتدا باید قانون توزیع را بررسی کنید تا نوع کمیت را انتخاب کنید: مقدار اصلی یا لگاریتم آن.

انواع نقشه های مورد استفاده در ژئوشیمی. علاوه بر نقشه کانتور، ژئوشیمی‌دانان اغلب از انواع دیگری از نقشه‌ها استفاده می‌کنند، اما نه همه انواع نقشه‌های بسیار متنوعی که Surfer می‌تواند بسازد، بلکه فقط از انواع نقشه‌های کاملاً تعریف شده استفاده می‌کنند. آنها در زیر فهرست شده اند.

1. نقشه واقعیت.مجموعه ای از نقاط است که مکان های نمونه برداری روی زمین را نشان می دهد. در نزدیکی نقاط می توانید نشانگرها - اعداد پیکت را نشان دهید، اما در حین جستجوهای ژئوشیمیایی نقاط زیادی وجود دارد که معمولاً برچسب ها فقط فضای نقشه را "بهم ریخته" می کنند و نشان داده نمی شوند. برای ساختن یک نقشه واقعیت از تابع استفاده می کنیم نقشه پست.

2. نقشه نقطه ای از محتویات عناصر شیمیایی.روی آن، دایره‌ها (یا نمادهای دیگر) با اندازه‌های مختلف، محتوای متفاوت یک عنصر شیمیایی را در نقاط نمونه‌برداری نشان می‌دهند. اگر از چنین نقشه ای استفاده کنیم، دیگر نیازی به یک نقشه واقعی جداگانه نیست - نقاط هر دو نقشه با یکدیگر همپوشانی دارند. یک نقشه نقطه ای (یا "نقشه پوستر") به گونه ای ساخته شده است که سطوح بالایی از عنصر مورد جستجو قابل مشاهده باشد. افسانه مطابقت بین اندازه دایره و محتوای عنصر را در g/t نشان می دهد. علاوه بر اندازه، رنگ دایره ممکن است تغییر کند. هر نوع (اندازه، رنگ) لیوان مربوط به محدوده محتوایی است که به صورت دستی اختصاص داده شده است. آن ها انواع متفاوتدایره ها کلاس های مختلفی از نقاط بر اساس محتویات عنصر هستند. بنابراین ابزار ایجاد چنین نقشه ای نامیده می شود نقشه پست طبقه بندی شده. ساختن یک نقشه پست در بالای نقشه در خطوط ایزوله راحت است تا ببینید چگونه نقشه دوم (که یک نقشه محاسبه شده است، یعنی بر اساس نتایج درونیابی داده ها ساخته شده است) با نقشه های اصلی به دست آمده از آزمایشگاه ترکیب می شود. ، یعنی مطالب "واقعی" رسم ارسال یک عنصر مهم (به عنوان مثال، طلا) بر روی نقشه در خطوط ایزوله یک پارامتر جستجوی دیگر (عنصر ماهواره، عامل آماری، پارامتر ژئوفیزیک و غیره) راحت است. مهم: پس از ساخت، نقشه ای از نوع Classed Post Map را نمی توان به نقشه پست تبدیل کرد و بالعکس.

3. نقشه در خطوط ایزوله.نقشه واقعی پارامتر مورد نظر، که در آن درجه بندی های مختلف محتوا با پرهای رنگی مختلف نمایش داده می شود. همچنین به یک افسانه نیاز دارد که رنگ پر را با سطح درجه مرتبط کند. درجه بندی پرها به صورت دستی تنظیم می شود. ابزار - نقشه کانتور. علاوه بر محتویات واقعی عناصر (یا لگاریتم آنها)، نقشه های شاخص های چند عنصری به طور گسترده در ژئوشیمی استفاده می شود. اینها می توانند ضرایب ضربی (که در آن محتویات چندین عنصر ضرب می شود)، نقشه های مقادیر عامل (مولفه های اصلی) و غیره باشد. در واقع، وظیفه یک ژئوشیمیدان یافتن شاخصی است که به او اجازه می دهد یک مشکل زمین شناسی را حل کند. از آنجا که چنین شاخص هایی، به عنوان یک قاعده، در رفتار جمعی عناصر بیان می شود، کاملا طبیعی است که نقشه های تک عنصری (یعنی نقشه های یک عنصر منفرد) اغلب اطلاعات کمتری نسبت به نقشه های چند عنصری دارند. بنابراین معمولاً مرحله ساخت نقشه ها قبل از مرحله است پردازش آماریداده ها با به دست آوردن نتایج تجزیه و تحلیل آماری چند متغیره، به عنوان مثال، PCA (روش مؤلفه اصلی).

4. ترسیم نقشه.به طور پیش فرض، Surfer یک نقشه مستطیلی ایجاد می کند. اگر نقاط نمونه‌برداری مستطیل تشکیل ندهند، معلوم می‌شود که ناحیه نمونه‌برداری در یک مستطیل مصنوعی ایجاد شده است که در آن بخشی از منطقه واقعاً نمونه‌برداری نشده است. نقشه کانتور کل منطقه را پوشش می دهد، بنابراین مناطق آزمایش نشده نقشه حاوی داده های ساختگی خواهد بود. برای جلوگیری از این امر، لازم است منطقه ساخت نقشه به آن قسمت از منطقه که داده های نمونه برای آن در دسترس است محدود شود. برای انجام این کار، منطقه نمونه برداری باید با یک خط خاص مشخص شود که می توان آن را به صورت دستی ترسیم کرد. خروجی کانتور سکته مغزی با استفاده از تابع انجام می شود نقشه اصلی.

مراحل ساخت نقشه

3. ساخت نقشه واقعیت [نقشه-3]. 5. ساخت نقشه نقطه ای ("نقشه ارسالی") [نقشه-5]. 9. ساخت نقشه سطح و طراحی آن برای دستیابی به محتوای اطلاعاتی بهینه [نقشه-6، ادامه].

رویه اجرای کار

داده شده: فهرست محتویات یک عنصر شیمیایی و لگاریتم های آن با مختصات نقاط نمونه برداری.

ورزش:

1. یک نقشه واقعیت بسازید.

2. یک نقشه نقطه ای بر اساس محتوای یک عنصر شیمیایی بسازید، نمایش نقاط را برای کلاس های مختلف انتخاب کنید.

3. خودتان یک طرح کلی از منطقه نقشه برداری ایجاد کنید و آن را بسازید.

4. کانتور ناحیه، نقشه نقطه عنصر و نقشه واقعیت را با هم ترکیب کنید به این ترتیبدر مدیر شی نمایش یک افسانه برای یک نقشه نقطه.

5. یک فایل شبکه ("شبکه") برای لگاریتم محتویات عناصر با استفاده از روش مثلث سازی بسازید، آن را بررسی کنید. با روش های دیگر تکرار کنید.

6. یک واریوگرام برای ساختن یک فایل شبکه ای با استفاده از روش kraiging بسازید، آن را بررسی کنید.

7. یک فایل شبکه ("شبکه") برای لگاریتم محتویات عنصر با استفاده از روش kraiging با استفاده از پارامترهای variogram بسازید.

8. فایل مش به دست آمده را با یک فیلتر ساده صاف کنید.

9. فایل گرید را از لگاریتم به محتویات بازیابی کنید.

10. فایل مش را در امتداد کانتور ایجاد شده قبلی برش دهید.

11. با استفاده از فایل های مش ایجاد شده، نقشه های سطح را به صورت ایزولاین و پر شیب بسازید، افسانه ها را اضافه کنید.

12. صادرات نقشه های ساخته شده به عنوان فایل های JPG، در گزارش با فرمت Word (DOC) درج کنید.

فرم گزارش.

)، که به نام شهر گلدن، کلرادو، جایی که در آن واقع شده است، از سال 1983 وجود داشته است و بسته های گرافیکی علمی را توسعه می دهد. اولین محصول نرم افزاری آن، Golden Graphics System، که در همان سال منتشر شد، برای پردازش و نمایش تصاویر مجموعه داده های توصیف شده توسط یک تابع دو بعدی مانند z=f(y,x) طراحی شد. متعاقباً این بسته نام Surfer را دریافت کرد که تا به امروز با آن باقی مانده است. و دو سال بعد، بسته Grapher ظاهر شد که برای پردازش و نمایش نمودارهای مجموعه داده ها و عملکردهایی مانند y=f(x) طراحی شده بود.

این بسته‌های DOS بودند که در اواخر دهه 80 در میان متخصصان شوروی درگیر در جنبه‌های مختلف پردازش داده‌های ریاضی، عمدتاً در طیف گسترده‌ای از علوم زمین، مانند زمین‌شناسی، هیدروژئولوژی، بسیار محبوب بودند (البته به شکل کپی‌های غیرقانونی). لرزه شناسی، اکولوژی، هواشناسی و همچنین در سایر زمینه های مرتبط.

در همان زمان، ما شروع به کار فعال با بسته Surfer 4 برای DOS کردیم. برخلاف همکاران ما از بخش‌های دیگر (مؤسسه ما تحقیقاتی در زمینه بررسی‌های مهندسی در ساخت‌وساز انجام داد)، که درگیر حل مشکلات بسیار خاص در سایت‌های خاص بودند و با Surfer به عنوان یک محصول مستقل برای کاربران نهایی کار می‌کردند، ما به عنوان توسعه‌دهندگان بودیم. جذب امکانات استفاده داخلی از این بسته در برنامه های خودمان.

ایده بسیار ساده بود - Surfer می توانست هم به صورت تعاملی و هم در حالت دسته ای کار کند و اجرا کند یک دنباله خاصتوابع بر اساس داده های دستورات و فایل های اطلاعاتی. با تولید این فایل‌ها در برنامه‌هایمان، می‌توانیم یک بسته خارجی را مجبور کنیم تا عملیات مورد نیاز خود را انجام دهد. در همان زمان، کاربر با مشاهده، به عنوان مثال، تصویر یک نقشه ایزولاین یا چاپ آن، حتی مشکوک نبود که با بسته دیگری کار می کند.

در کل، ما از Surfer خیلی خوشمان آمد. ما هنوز آن را نمونه ای کلاسیک از یک محصول نرم افزاری عالی می دانیم. یک رابط تعاملی راحت و بدون حاشیه های معماری، یک رابط باز و قابل درک برای برنامه نویس، الگوریتم های ریاضی اثبات شده، کد بسیار فشرده، درخواست های متوسط ​​برای منابع. به طور خلاصه، این سبکی از ایجاد نرم افزار بود که امروزه تا حد زیادی از بین رفته است و به کاربران آینده نه در گفتار بلکه در عمل احترام می گذارد. (ما بسیار خوشحالیم که این سبک در توسعه های بعدی توسط نرم افزار طلایی حفظ شد.)

بر اساس نسخه ای که در سال 1994 در کنفرانس بین المللی مدل های ژئوفیلتراسیون تحلیلی در ایندیاناپولیس شنیده شد، نویسنده Surfer و موسس این شرکت دانشجوی کارشناسی ارشد هیدروژئولوژی در یکی از دانشگاه های آمریکا بود. ریشه های "زمین شناسی" محصولات این شرکت تقریباً یک واقعیت آشکار به نظر می رسد.

در واقع شهر طلایی کوچک و شجاع است. مرکز آموزش علوم زمین معروف مدرسه معادن کلرادو و شرکت خواهرش، مرکز بین‌المللی مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی، که برنامه‌های هیدروژئولوژیکی (از جمله برنامه‌هایی که توسط توسعه‌دهندگان مستقل ارائه می‌شوند) را ایجاد، آزمایش و توزیع می‌کند، در این شهر قرار دارد.

زمان می گذرد، اما با وجود رقابت بسیار شدید، بسته های نرم افزار طلایی (عمدتاً Surfer) همچنان هم در ایالات متحده و هم در سایر کشورها بسیار محبوب هستند. پیوندهای آنها تقریباً در هر نشریه علمی یا محصول نرم افزاری مرتبط با مدل سازی عددی و پردازش داده های تجربی موجود است.

در سال 1990، این شرکت از توقف توسعه نسخه های DOS و آغاز توسعه محصولات نرم افزاری برای ویندوز خبر داد. در سال 1991، یک بسته جدید MapViewer ظاهر شد (ابزاری برای تجزیه و تحلیل و تجسم اطلاعات عددی توزیع شده جغرافیایی و ساختن نقشه های موضوعی آموزنده - نرم افزار نقشه برداری موضوعی) و سپس نسخه های ویندوز بسته های قبلاً شناخته شده منتشر شد: در سال 1993 - Grapher 1.0 و در سال 1994 - Surfer 5.0. در سال 1996، محصول جدید دیگری منتشر شد - Didger (دیجیتال اطلاعات گرافیکی) که با موفقیت عملکرد سایر برنامه های نرم افزار طلایی را تکمیل کرد.

اما در اینجا باید تأکید کرد که با توقف توسعه نسخه های DOS، این شرکت تا سال 1995 به پشتیبانی از آنها ادامه داد: فروش. کپی های دارای مجوز، مشاوره و غیره. چنین نگرش محترمانه ای نسبت به کاربر (فروش آنچه مشتری نیاز دارد و کار نکردن بر روی اصل "آنچه دارید را بردارید") امروز نادر است.

به طور کلی، نرم‌افزار طلایی نمونه بسیار آموزنده‌ای از موقعیت پایدار یک شرکت کوچک است که محصولات نرم‌افزاری خود را در «توضیحات زیست‌محیطی» خود در بازار جهانی کامپیوتر توسعه داده و به فروش می‌رساند.

علاوه بر این، باید توجه داشت که ظهور سیستم‌های قدرتمندی که به نظر می‌رسد «همه همه چیز» را انجام می‌دهند (مثلاً گنجاندن ابزارهای گرافیکی در صفحات گسترده یا GIS با قابلیت‌های آنها برای پردازش اطلاعات نقشه‌کشی) موقعیت را متزلزل نکرده است. بسته های نرم افزاری تخصصی کوچک چنین نرم افزارهای تخصصی به طور قابل توجهی از سیستم های یکپارچه بزرگ در عملکرد و سهولت استفاده پیشی می گیرند. آخرین مزیت به ویژه هنگام تجزیه و تحلیل حجم عظیمی از داده های تجربی مهم است و نه فقط در هنگام تولید نتایج تحقیق در قالب گرافیک ارائه. به این موارد باید تقاضاهای ساده تر این گونه برنامه ها از نظر قدرت رایانه و قیمت آن را نیز اضافه کرد.

نرم افزار طلایی در حال حاضر چهار محصول را برای ویندوز 95/98/NT ارائه می دهد: Surfer 6.0، Grapher 2.0، MapViewer 3.0 و Didger 1.0. اینها دقیقاً همان چیزی است که در بررسی خود در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

بسته Surfer - پردازش و تجسم عملکردهای دو بعدی

Surfer 5.0 برای Windows 3.x در سال 1994 منتشر شد. یک سال بعد، همزمان با انتشار ویندوز 95، Surfer 6.0 منتشر شد که در دو نسخه ارائه شد - 32 بیتی برای کار در محیط ویندوز NT و ویندوز 95 و 16 بیتی برای ویندوز 3.1. هنگام نصب یک بسته، کاربر می تواند نسخه مورد نظر برنامه را خودش انتخاب کند یا این را به برنامه نصب بسپارد که پیکربندی سیستم را مشخص می کند و نسخه را به طور خودکار انتخاب می کند. بسته را به شرح زیر شرح می دهیم: ابتدا در مورد قابلیت های نسخه 5.0 و سپس در مورد نوآوری های Surfer 6.0 صحبت خواهیم کرد.

هدف اصلی Surfer پردازش و تجسم مجموعه داده های دو بعدی است که توسط تابعی مانند z=f(x,y) توصیف شده است. منطق کار با بسته را می توان در قالب سه بلوک عملکردی اصلی نشان داد: الف) ساخت یک مدل سطح دیجیتال. ب) عملیات کمکی با مدل های سطح دیجیتال. ج) تجسم سطح.

ساخت مدل سطح دیجیتال

با وجود همه چشمگیر بودن تجسم داده های گرافیکی، نکته برجسته چنین بسته هایی، البته، دستگاه ریاضی پیاده سازی شده در آنها است. واقعیت این است که بدون دریافت پاسخ روشن به این سوال: "چه روشی مبنای تبدیل داده ها است و در کجا می توانید ارزیابی قابلیت اطمینان همه این تبدیل ها را ببینید؟"، کاربر (در این مورد، به احتمال زیاد یک دانشمند) ممکن است دیگر به تمام مزایای دیگر برنامه علاقه مند نباشد.

یک مدل سطح دیجیتال به طور سنتی به عنوان مقادیر در گره های یک شبکه منظم مستطیلی نشان داده می شود که گسستگی آن بسته به مشکل خاصی که حل می شود تعیین می شود. برای ذخیره چنین مقادیری، Surfer از فایل های GRD خود (فرمت باینری یا متنی) استفاده می کند که مدت هاست به نوعی استاندارد برای بسته های مدل سازی ریاضی تبدیل شده است.

در اصل، سه گزینه ممکن برای به دست آوردن مقادیر در گره های شبکه وجود دارد. همه آنها در بسته پیاده سازی شده اند:

1. با توجه به داده های اولیه مشخص شده در نقاط دلخواه منطقه (در گره های یک شبکه نامنظم)، با استفاده از الگوریتم های درون یابی برای توابع دو بعدی.
2. محاسبه مقادیر یک تابع که به صراحت توسط کاربر مشخص شده است. این بسته شامل طیف نسبتاً گسترده ای از توابع است - مثلثاتی، بسل، نمایی، آماری و برخی دیگر (شکل 1).
3. انتقال از یک شبکه معمولی به شبکه دیگر، به عنوان مثال، هنگام تغییر گسستگی شبکه (در اینجا، به عنوان یک قاعده، از الگوریتم های درون یابی و هموارسازی نسبتاً ساده استفاده می شود، زیرا در نظر گرفته می شود که انتقال از یک سطح صاف به سطح دیگر انجام می شود) .

علاوه بر این، البته، می توانید از یک مدل سطح دیجیتال آماده که کاربر به دست آورده است، به عنوان مثال، در نتیجه مدل سازی عددی استفاده کنید (این یک گزینه نسبتا رایج برای استفاده از بسته Surfer به عنوان پس پردازشگر است).

اولین گزینه برای به دست آوردن یک مدل شبکه اغلب در مسائل عملی یافت می شود و این الگوریتم هایی برای درون یابی توابع دو بعدی هنگام حرکت از یک شبکه نامنظم به یک شبکه معمولی است که "کارت برنده" بسته است.

واقعیت این است که روش عبور از مقادیر در نقاط گسسته به سطح غیر پیش پا افتاده و مبهم است. برای وظایف و انواع داده های مختلف، الگوریتم های مختلفی مورد نیاز است (یا بهتر است بگوییم، "الزامی" نیست، بلکه "مناسب تر است"، زیرا، به عنوان یک قاعده، هیچ کدام 100٪ مناسب نیستند). بنابراین، اثربخشی یک برنامه برای درونیابی توابع دو بعدی (این در مورد مشکل توابع یک بعدی نیز صدق می کند، اما برای دو بعدی همه چیز بسیار پیچیده تر و متنوع تر است) با جنبه های زیر تعیین می شود:

1. مجموعه ای از روش های مختلف درون یابی؛
2. توانایی محقق در کنترل پارامترهای مختلف این روشها.
3. در دسترس بودن ابزار برای ارزیابی دقت و قابلیت اطمینان سطح ساخته شده؛
4. فرصتی برای روشن شدن نتیجه بر اساس تجربه شخصیمتخصص، با در نظر گرفتن انواع عوامل اضافی که نمی توانند در داده های منبع منعکس شوند.

Surfer 5.0 به کاربران خود هفت الگوریتم درون یابی ارائه می دهد: کریجینگ، فاصله معکوس، حداقل انحنا، توابع پایه شعاعی، رگرسیون چند جمله ای، روش شپرد، که ترکیبی از روش فاصله معکوس با اسپلاین ها است) و مثلث. اکنون می توان محاسبات مش منظم را بر روی فایل های مجموعه داده های X، Y، Z با هر اندازه ای انجام داد و خود مش می تواند دارای اندازه 10000 در 10000 گره باشد.

افزایش تعداد روش های درون یابی می تواند به طور قابل توجهی دامنه مسائلی را که باید حل شوند گسترش دهد. به طور خاص، روش مثلثی را می توان برای ساخت یک سطح با استفاده از مقادیر دقیق داده های اولیه (به عنوان مثال، سطح زمین بر اساس داده های بررسی ژئودتیک) و الگوریتم رگرسیون چند جمله ای برای تجزیه و تحلیل روند استفاده کرد. سطح

در عین حال، فرصت‌های فراوانی برای کنترل روش‌های درون‌یابی از سوی کاربر فراهم می‌شود. به طور خاص، محبوب ترین روش کریکینگ زمین آماری در پردازش داده های تجربی در حال حاضر شامل امکان استفاده از مدل های مختلفواریوگرام ها، با استفاده از تغییر الگوریتم با رانش، و با در نظر گرفتن ناهمسانگردی. هنگام محاسبه سطح و تصویر آن، می توانید مرز یک قلمرو با پیکربندی دلخواه را نیز تعیین کنید (شکل 2).

علاوه بر این، یک داخلی وجود دارد ویرایشگر گرافیکیبرای وارد کردن و تصحیح مقادیر داده منطقه شبکه، در حالی که کاربر بلافاصله نتایج اقدامات خود را در قالب تغییرات در نقشه ایزولاین مشاهده می کند (شکل 3). برای یک کلاس کامل از مسائل (به ویژه مسائل مربوط به توصیف داده های طبیعی)، که، به عنوان یک قاعده، نمی توان با یک مدل ریاضی دقیق توصیف کرد، این تابع اغلب به سادگی ضروری است.

ورود داده‌ها از [.DAT] (داده‌های نرم‌افزار طلایی)، [.SLK] (Microsoft SYLK)، [.BNA] (مرز Atlas) یا فایل‌های متنی ساده ASCII، و همچنین از صفحات گسترده Excel [.XLS] و Lotus انجام می‌شود. [.WK1، .WKS]. اطلاعات منبع را می توان با استفاده از صفحه گسترده داخلی بسته وارد یا ویرایش کرد و عملیات داده های اضافی مانند مرتب سازی و تبدیل اعداد با استفاده از معادلات تعریف شده توسط کاربر امکان پذیر است.

عملیات کمکی با سطوح

Surfer برای ویندوز دارد مجموعه بزرگوسایل اضافی برای تبدیل سطوح و عملیات مختلف با آنها:

• محاسبه حجم بین دو سطح؛
• انتقال از یک شبکه معمولی به شبکه دیگر؛
• تبدیل سطح با استفاده از عملیات ریاضی با ماتریس.
• تشریح سطح (محاسبه مشخصات)؛
• محاسبه سطح
• صاف کردن سطوح با استفاده از روش های ماتریس یا اسپلاین؛
• تبدیل فرمت فایل؛
• تعدادی توابع دیگر

کیفیت درونیابی را می توان با استفاده از ارزیابی آماری انحراف مقادیر نقطه اصلی از سطح حاصل ارزیابی کرد. علاوه بر این، محاسبات آماری یا تبدیل های ریاضی را می توان برای هر زیر مجموعه ای از داده ها، از جمله استفاده از عبارات تابعی تعریف شده توسط کاربر، انجام داد.

تجسم تصاویر سطحی

یک سطح را می توان به صورت گرافیکی به دو شکل نشان داد: نقشه های کانتور یا تصاویر سه بعدی از سطح. در عین حال، کار Surfer بر اساس اصول زیر در ساخت آنها است:

1. به دست آوردن یک تصویر با پوشاندن چندین لایه گرافیکی شفاف و غیر شفاف.
2. واردات تصاویر تمام شده، از جمله تصاویر به دست آمده در سایر برنامه ها؛
3. با استفاده از ابزارهای طراحی خاص و همچنین استفاده از اطلاعات متنی و فرمول ها برای ایجاد تصاویر جدید و ویرایش تصاویر قدیمی.

استفاده از رابط چند پنجره ای به شما امکان می دهد راحت ترین حالت عملیاتی را انتخاب کنید. به طور خاص، شما می توانید به طور همزمان داده های عددی را در قالب یک صفحه گسترده، یک نقشه بر اساس این داده ها و اطلاعات پس زمینهاز یک فایل متنی (شکل 4).

Surfer 5.0 از انواع نقشه های زیر به عنوان عناصر اصلی بصری خود استفاده می کند:

1. نقشه کانتور. علاوه بر ابزار سنتی کنترل حالت های نمایش خطوط ایزولاین، محورها، قاب ها، نشانه گذاری ها، افسانه ها و غیره، توانایی ایجاد نقشه ها با پر کردن مناطق فردی با رنگ یا الگوهای مختلف اجرا می شود (شکل 5). علاوه بر این، می توان تصویر نقشه مسطح را چرخاند و کج کرد و از مقیاس بندی مستقل در امتداد محورهای X و Y استفاده کرد.
2. تصویر سه بعدی از یک سطح (نقشه سطح سه بعدی). این نقشه ها از انواع مختلف طرح ریزی استفاده می کنند و می توان تصویر را با استفاده از یک رابط گرافیکی ساده چرخاند و کج کرد. همچنین می توانید خطوط برش و خطوط ایزوله را روی آنها بکشید (شکل 6)، مقیاس مستقل را در امتداد محورهای X، Y، Z تنظیم کنید و عناصر شبکه تکی سطح را با رنگ یا الگو پر کنید.
3. نقشه داده های اولیه (نقشه پست). از این نقشه ها برای نمایش داده های نقطه ای در قالب نمادها و برچسب های متنی مخصوص آنها استفاده می شود. در این حالت، برای نمایش مقدار عددی در یک نقطه، می توانید اندازه نماد (وابستگی خطی یا درجه دوم) را کنترل کنید یا از نمادهای مختلف مطابق با محدوده داده استفاده کنید (شکل 7). ساخت یک نقشه با استفاده از چندین فایل قابل انجام است.
4. نقشه اصلی. این می‌تواند تقریباً هر تصویر صافی باشد که با وارد کردن فایل‌های فرمت‌های گرافیکی مختلف به دست می‌آید: AutoCAD [.DXF]، DOS Surfer [.BLN، .PLT]، Atlas Boundary [.BNA]، نرم‌افزار طلایی MapViewer [.GSB]، Windows Metafile [. .WMF]، USGS Digital Line Graph [.LGO]، Bitmap Graphics [.TIF]، [.BMP]، [.PCX]، [.GIF]، [.JPG]، [.DCX]، [.TGA] و برخی دیگر از این نقشه ها می توان نه تنها برای نمایش ساده یک تصویر، بلکه برای مثال برای نمایش برخی مناطق به صورت خالی استفاده کرد. به علاوه در صورت تمایل می توان از این نقشه ها برای به دست آوردن مرزها در هنگام انجام محاسبات سطح، تبدیل، تشریح و ... استفاده کرد.

با استفاده از گزینه‌های مختلف برای همپوشانی این نوع نقشه‌های اصلی و قرارگیری متفاوت آن‌ها در یک صفحه، می‌توانید گزینه‌های متنوعی برای نمایش اشیا و فرآیندهای پیچیده دریافت کنید. به طور خاص، به دست آوردن گزینه های مختلف برای نقشه های پیچیده با یک تصویر ترکیبی از توزیع چندین پارامتر به طور همزمان بسیار آسان است (شکل 8). همه انواع نقشه ها را کاربر می تواند با استفاده از ابزارهای ترسیم داخلی خود Surfer ویرایش کند.

ارائه چندین نقشه در قالب یک "قفسه" سه بعدی نیز برای تحلیل بسیار موثر و راحت است. علاوه بر این، این می تواند نمایش متفاوتی از مجموعه داده های یکسان باشد (مثلاً یک تصویر سه بعدی به اضافه یک نقشه ایزوله رنگی: شکل 9)، یا مجموعه ای از مجموعه های مختلف، به عنوان مثال، توزیع منطقه ای یک پارامتر. در زمان های مختلف یا چندین پارامتر مختلف (شکل 10).

همه این قابلیت‌های نمایش تصویر می‌توانند در تحلیل مقایسه‌ای تأثیر روش‌های درونیابی مختلف یا پارامترهای فردی آنها بر ظاهر سطح حاصل بسیار مفید باشند (شکل 11).

به طور جداگانه، مشکل استفاده از فونت های روسی باید حل شود. واقعیت این است که فونت های SYM ارائه شده به همراه بسته، البته روسی نشده اند، بنابراین باید از فونت های TrueType ویندوز استفاده کنید. اما برای برخی از حالت‌های خروجی تصویر مناسب نیستند؛ برای مثال، زمانی که متن در یک زاویه نمایش داده می‌شود، گاهی اوقات کاراکترها غیرقابل تشخیص مخدوش می‌شوند. در این مورد، بهتر است از فونت های برداری SYM با طرح تک خطی (همیشه به وضوح قابل مشاهده هستند) استفاده کنید و فقط فونت های لاتین به صورت تمام شده موجود باشد. با این حال، یک راه حل نسبتا ساده برای این مشکل وجود دارد.

نسخه DOS Surfer داشت ابزار ویژه ALTERSYM برای ایجاد مجموعه فونت های SYM خود (متاسفانه در نسخه ویندوز ناپدید شد، بنابراین می توانید از نسخه DOS استفاده کنید). اما به شما امکان می دهد فقط مجموعه کاراکترهای اصلی را ایجاد و ویرایش کنید (کدهای ASCII 32-127). ما یک بار این مشکل را برای نسخه DOS به روش زیر حل کردیم: ابزاری نوشتیم که مجموعه کاملی از نمادها (1-255) را از فایل های خالی ایجاد شده توسط برنامه ALTERSYM ایجاد می کند که ماژول های خروجی VIEW و PLOT به خوبی با آن کار می کنند. این رویکرد برای نسخه ویندوز Surfer کاملا مناسب است.

تصاویر گرافیکی به دست آمده را می‌توان به هر دستگاه چاپی که توسط ویندوز پشتیبانی می‌شود خروجی داد یا به فرمت فایلی مانند اتوکد [.DXF]، Windows Metafile [.WMF]، کلیپ‌بورد ویندوز [.CLP] و همچنین زبان گرافیک HP [. .HPGL] و پست اسکریپت محصور شده [.EPS]. تبادل دو طرفه داده ها و گرافیک ها با سایر برنامه های ویندوز نیز از طریق کلیپ بورد ویندوز قابل انجام است. علاوه بر این، تصاویر گرافیکی تهیه شده در Surfer را می توان به بسته MapViewer صادر کرد، نقشه قلمرو را روی آن قرار داد و نقشه ای از توزیع این پارامتر در یک قلمرو خاص به دست آورد (شکل 12 و ).

کنترل های بسته ماکرو

در Surfer 5.0، ایجاد شده در سال 1994، تقریباً همزمان با بسته های اداری مایکروسافت آفیس 4.0، یک مدل جزء شیء بر اساس پشتیبانی از مکانیزم OLE 2.0 Automation (آنچه امروزه ActiveX نامیده می شود) پیاده سازی شد. این امکان ادغام Surfer را به عنوان یک سرور ActiveX در سیستم های پیچیده پردازش داده و مدل سازی فراهم می کند.

در هر زبانی که از این مکانیسم نیز پشتیبانی می کند (مثلاً ویژوال بیسیک، C++ یا ویژوال بیسیکبرای برنامه ها)، می توانید یک فایل ماکرو کنترلی برای Surfer بنویسید. به طور خاص، با استفاده از مجموعه ای از فایل های ماکرو، می توانید به طور خودکار برخی از کارهای تکراری را انجام دهید. یا چنین فایلی را می توان در حین اجرای هر برنامه محاسباتی کاربردی برای پردازش و تجسم خودکار داده ها تولید کرد.

به عنوان مثال، تابع زیر که در VB نوشته شده است، یک نقشه کانتور ایجاد می کند و تصویر آن را در صفحه گسترده ای به نام "Sheet1" قرار می دهد:

• تابع MakeMap();
• تعریف متغیر Surf به عنوان یک شی Dim Surf به عنوان Object.
• تنظیم نقشه بین متغیر Surf و برنامه Surfer Set Surf = CreatObject("Surfer.App") GrdFile$ = "c:\winsurf\demogrid.grd";
• نام فایل GRD را وارد کنید.
• اجرای دستورات ماکرو توسط بسته Surfer Surf.MapCountour(GrdFile$);
• ساخت نقشه ایزولاین Surf.Select.
• تصویر را انتخاب کنید Surf.EditCopy.
• تصویر انتخاب شده را در کلیپ بورد کپی کنید.
• این یک دستور اکسل است - یک تصویر را از کلیپ بورد در موقعیت فعلی جدول Sheet1 Worksheets ("Sheet1") قرار دهید.

معنای این روش کاملاً روشن است. ابتدا متغیر Surf به عنوان یک شی تعریف شده و به بسته Surfer (Surfer.App) اختصاص داده می شود. سپس دستوراتی هستند که VBA قبلاً به عنوان فراخوانی توابع Surfer تعبیر می کند (نام آنها مطابق با دستوراتی است که کاربر در حالت گفتگو انتخاب می کند) که از طریق مکانیسم ActiveX اجرا می شوند.

علاوه بر این، بسته Surfer دارای زبان ماکرو مخصوص به خود است که در واقع نوعی VBA است و برای نوشتن کوئری های کنترلی در یک برنامه خاص SG Scripter (فایل GSMAC.EXE) استفاده می شود. به عنوان مثال، با استفاده از چنین برنامه ساده ای، می توانید یک ماکرو را پیاده سازی کنید که به طور خودکار نقشه های کانتور را برای یک مجموعه از داده های منبع با استفاده از هر هفت روش درون یابی می سازد:

• ایجاد یک شی Surfer Set Surf = CreateObject("Surfer.App");
• ساختن نقشه با استفاده از هر روش درونیابی.
• برای فایل داده منبع DEMOGRID.DAT For Method = 0 تا 6;
• باز کن سند جدیدطراحی Surf.FileNew();
• محاسبه فایل GRD با روش درون یابی فعلی اگر Surf.GridData("DEMOGRID.DAT", GridMethod= Method,_ OutGrid="SAMPLE") = 0 سپس End;
• ساختن نقشه ایزولاین اگر Surf.MapContour («نمونه») = 0 سپس پایان بعدی.

راه اندازی در حالت خودکاروظایف مشابهی که به عنوان یک برنامه نوشته شده در GS Scripter ارائه می شوند، می توانند از طریق خط فرمان اجرا شوند:

C:\winsurf\gsmac.exe /x task.bas،

یا از هر برنامه ای با استفاده از دستور SHELL:

SHELL("c:\winsurf\gsmac.exe /x task.bas")

(سوئیچ /x نیاز را نشان می دهد اجرای خودکاربرنامه task.bas).

GS Scripter همچنین می تواند برای کنترل هر برنامه دیگری که از ActiveX پشتیبانی می کند (به عنوان مثال برای کار با MS Office) استفاده شود.

موارد جدید در Surfer 6.0

همانطور که قبلاً گفتیم، Surfer 6.0 در نسخه های 16 و 32 بیتی عرضه می شود. با این حال، علاوه بر این، چندین پسوند کاربردی مفید ظاهر شده است. قبل از هر چیز لازم به ذکر است که امکان استفاده از دو نوع نقشه پس زمینه دیگر در هنگام ساخت تصاویر مسطح وجود دارد: Image Map و Shaded Relief Map.

ابزار طراحی داخلی Image Map، ایجاد نقشه های رنگی را بسیار ساده و سریع می کند. در این حالت می توانید از پرکردن چند رنگی تصاویر از جمله استفاده از ترکیب رنگ های ایجاد شده توسط کاربر استفاده کنید.

اما آنچه که به‌ویژه چشمگیر است، قابلیت‌های Shaded Relief Map است که به شما امکان می‌دهد تصاویری مانند عکس‌های باکیفیت را مستقیماً در محیط Surfer بدست آورید (شکل 14) که هم برای استفاده مشترک با نقشه‌های کانتور و هم به طور مستقل قابل استفاده است. . این به کاربر اجازه می دهد تا تمام پارامترهای مورد نیاز برای ایجاد گویاترین تصاویر، از جمله مکان منبع نور، شیب شیب نسبی، نوع سایه و رنگ را کنترل کند. همچنین کاربر بسته فرصت بیشتری برای تجسم داده ها و چیدمان تصاویر مختلف در یک صفحه دارد (شکل 15).

مجموعه عملیات کمکی هنگام پردازش سطوح دیجیتال گسترش یافته است. با استفاده از توابع جدید حساب دیفرانسیل و انتگرال، می توانید شیب، انحنا و خط افق یک نما را در یک نقطه خاص از یک سطح تعیین کنید و همچنین مشتقات اول و دوم را برای توابع فوریه و تحلیل طیفی محاسبه کنید. و ابزارهای اضافی Grid Utilities به شما امکان می دهد داده ها را در فایل های GRD (فرمتی برای ذخیره مقادیر در گره های شبکه معمولی) تبدیل، تغییر، مقیاس، چرخش و آینه کنید. پس از این، می توانید هر گونه انتخابی از زیرمجموعه ای از مجموعه داده ها را با تعداد ستون ها و ستون ها یا گره های شبکه دلخواه انتخاب کنید.

از نقطه نظر دستگاه ریاضی برای ساخت یک سطح، پیاده سازی الگوریتم درون یابی دیگر - Nearest Neighbor، و همچنین سه سطح تودرتو واریوگرام، که به شما امکان ایجاد بیش از 500 ترکیب حاصل را می دهد، بسیار مهم به نظر می رسد.

تصاویر ایجاد شده قبلی بر اساس انواع مختلفنقشه ها (نقشه کانتور، نقشه برجسته سایه دار، نقشه پست، نقشه تصویر) را می توان با جایگزین کردن یک فایل GRD جدید در نقشه های موجود به عنوان یک الگو استفاده کرد. علاوه بر این، اکنون، ابتدا با ترکیب چندین لایه از نقشه های مختلف در یک تصویر، می توانید آنها را به عناصر اصلی خود جدا کرده و آنها را بر اساس داده های جدید بازسازی کنید.

در میان توابع صرفاً سرویس، باید توانایی وارد کردن داده های دیجیتالی خطوط مرزی و نقاط دلخواه را از روی صفحه به طور مستقیم در یک فایل ASCII و همچنین ایجاد خودکار یک افسانه برای انواع مختلف نقاط Post Map برجسته کنیم. اکنون می توانید فایل های Digital Elevation Model (DEM) را مستقیماً از اینترنت (یا هر منبع اطلاعاتی دیگری) به عنوان یک مدل سطح دیجیتال وارد کنید. و در نهایت، فرمت های جدید صادرات داده به شما امکان می دهد تصاویر نقشه را تقریباً در تمام فرمت های شطرنجی (PCX، GIF، TIF، BMP، TGA، JPG و بسیاری دیگر) ذخیره کنید.

ادامه دارد

ComputerPress 2"1999

ابزارها و فناوری های نرم افزاری مورد استفاده برای پردازش اطلاعات زمین شناسی و ژئوفیزیکی: برنامه های استاندارد MSOffice.
برنامه های پردازش اطلاعات آماری
(Statistica، Coscade)؛
برنامه های گرافیک کامپیوتری:
برنامه های استاندارد (کورل دراو، فتوشاپ...)؛
برنامه های گرافیک مهندسی (Surfer، Grapher، Voxler،
Strater)؛
سیستم های طراحی به کمک کامپیوتر
(اتوکد و غیره)؛
سیستم های پردازش تخصصی و
تفسیر اطلاعات زمین شناسی و ژئوفیزیک؛
سیستم های تحلیل و تفسیر پیچیده
داده های زمین شناسی و ژئوفیزیک؛
سیستم های اطلاعات جغرافیایی

طرح انضباط
محتوای دوره:
نکته ها
1. مبانی نقشه برداری در بسته نرم افزاری
Surfer (نرم افزار طلایی).
40 (16)
2. ایجاد مدل های سه بعدی از فیلدها در برنامه
Voxler (نرم افزار طلایی).
20 (8)
3. مبانی طراحی در اتوکد (Autodesk)
40 (17)
4. حل مسائل زمین شناسی در ژئو اطلاعات
سیستم ArcGIS (ESRI)
30 (12)
5. ایجاد مدل سه بعدی سپرده و محاسبه ذخایر در
سیستم میکرومین (Micromine).
30 (12)
امتحان نهایی
40 (17)

موضوع شماره 1.

مبانی نقشه برداری در
بسته نرم افزاری Surfer

برنامه موج سوار (نرم افزار طلایی، ایالات متحده آمریکا)

هدف اصلی بسته ساختن است
نقشه سطوح z = f(x,y).
طرح ریزی سه بعدی

رابط برنامه

پانل ها
ابزار
منو
برنامه ها
پنجره طرح
پنجره کاربرگ
مدیر
اشیاء

ساختار سیستم

این برنامه شامل 3 اصلی است
بلوک های کاربردی:
1. ساخت و ساز
مدل دیجیتال
سطوح؛
2. عملیات کمکی با دیجیتال
مدل های سطحی؛
3. تجسم سطح.

ساخت مدل سطح دیجیتال
مدل دیجیتالی سطح Z(x,y) نشان داده شده است
به شکل مقادیر در گره های یک شبکه منظم مستطیلی، گسستگی
که بسته به مشکل خاص در حال حل تعیین می شود.
y
x ≠ y
ایکس
y
z1
z5
z9
z13
گره z17
z2
z6
z10
z14
z18
z3
z7
z11
z15
z19
z4
z8
z12
z16
z20
ایکس

فایل هایی از نوع [.GRD] (باینری یا
قالب متن).
تعداد سلول ها در امتداد محور X و Y
حداقل و حداکثر مقادیر X، Y، Z
خط y
(Y=const)
خط x
(X=const)
برنامه Surfer به شما امکان استفاده از مدل های دیجیتالی آماده را می دهد
سطوح در قالب های سیستم های دیگر USGS [.DEM]، GTopo30 [.HDR]،
SDTS [.DDF]، مدل دیجیتال ارتفاع زمین (DTED) [.DT*].

بسته شامل 3 گزینه است
دریافت مقادیر در گره های شبکه:
با توجه به داده های اولیه مشخص شده در نقاط دلخواه منطقه (در
گره های یک شبکه نامنظم)، با استفاده از الگوریتم ها
درونیابی توابع دو بعدی؛
محاسبه مقادیر یک تابع که به صراحت توسط کاربر مشخص شده است.
انتقال از یک شبکه معمولی به شبکه دیگر

ایجاد یک شبکه از یک مجموعه داده نامنظم
اطلاعات اولیه:
قالب بندی جداول [.BLN]، [.BNA]، [.CSV]، [.DAT]، [.DBF]، [.MDB]، [.SLK]،
[.TXT]، [.WKx]، [.WRx]، [.XLS]، [.XLSX]
داده های XYZ

انتخاب
داده ها
مورد منو Grid>Data
انتخاب یک روش
درون یابی
تعریف هندسه مش

انتخاب اندازه سلول شبکه
انتخاب تراکم شبکه باید مطابق با
داده های منبع یا مقیاس نقشه مورد نیاز.
اگر مقیاسی که نقشه باید در آن ترسیم شود مشخص باشد، مرحله
بین خطوط شبکه باید برابر با تعداد واحدها تنظیم شود
کارت هایی که در تصاویر 1 میلی متری قرار می گیرند.
به عنوان مثال، در مقیاس 1:50000 این 50 متر است.
اگر مقیاس مورد نیاز از قبل شناخته نشده است، سپس گام بین خطوط
شبکه ها را می توان به نصف فاصله متوسط ​​تنظیم کرد
بین نقاط داده

روش های شبکه بندی

فاصله معکوس
کریجینگ
حداقل انحنا
رگرسیون چند جمله ای
مثلث سازی با درون یابی خطی
درون یابی خطی)،
نزدیکترین همسایه
روش شپرد (روش شپرد)،
توابع پایه شعاعی
میانگین متحرک و غیره

درون یابی:
مثلث بندی با روش خطی
درون یابی
مثلث بندی با روش درونیابی خطی
درون یابی خطی) بر اساس مثلث سازی دلونی بر روی نقاط ورودی و
درون یابی خطی ارتفاعات سطح در سطوح صاف
z
نقطه با ناشناخته
مقادیر (گره)
ایکس
y
مثلث سازی دلونی
نقاط با شناخته شده
ارزش های

INTERPOLATION: روش فاصله معکوس به توان (IDW).
روش فاصله معکوس به توان
مقادیر سلول ها را با میانگین گیری مقادیر در نقاط مرجع محاسبه می کند،
در مجاورت هر سلول قرار دارد. هر چه نقطه به مرکز سلول نزدیکتر باشد،
که مقدار آن محاسبه می شود، تأثیر یا وزن آن بیشتر است
فرآیند میانگین گیری
7,5
11,8
,
100 متر
جایی که
150 متر
60 متر
3,0
i - وزن مقدار اندازه گیری شده؛
k - توان
?
70 متر
21,6
نقاط با شناخته شده
ارزش های
?
نقاط با مجهولات
ارزش های
شعاع
درون یابی

INTERPOLATION: روش حداقل انحنا
روش Minimum Curvature مقادیر را با
با استفاده از یک تابع ریاضی که کل را به حداقل می رساند
انحنای سطح و ایجاد یک سطح صاف عبور از
نقاط مرجع

درون یابی: روش رگرسیون چند جمله ای
روش رگرسیون چند جمله ای بر اساس
تقریب سطح با یک چند جمله ای از مرتبه معین:
z(x)=a0+a1x1+a2x2+…..+anxn - چند جمله ای مرتبه n
روش حداقل مربعات مجموع را به حداقل می رساند
- مقدار محاسبه شده (تخمینی) پارامتر z
- مقدار مشاهده شده پارامتر z

سفارش اول
تقریب سطح توسط چند جمله ای
مرتبه دوم

درون یابی: روش کریجینگ
روش کریجینگ مبتنی بر مدل های آماری است که
خود همبستگی فضایی را در نظر بگیرید (رابطه آماری
بین نقاط مرجع)
نوسانات تصادفی اما همبسته مکانی
ارتفاعات
نویز تصادفی
(صخره ها)
دریفت (روند عمومی)
تغییر ارتفاع)
تصویر عناصر کریجینگ. رانش (گرایش عمومی)، تصادفی، اما
نوسانات ارتفاع همبسته مکانی (انحرافات کوچک از حالت کلی
روندها) و نویز تصادفی.

واریوگرام
نیمه پراکندگی (فاصله h) = 0.5 * میانگین[ (مقدار در نقطه i - مقدار در نقطه j)2]
برای تمام جفت نقاطی که با فاصله h از هم جدا شده اند
نیمه پراکندگی
ساعت
ساعت
فاصله (تاخر)
نیمه پراکندگی
تشکیل جفت نقطه:
نقطه قرمز با همه جفت می شود
سایر نقاط اندازه گیری
باقیمانده
پراکندگی
(تکه)
حد
شعاع
همبستگی ها
(دامنه)
فاصله (تاخر)

مدل سازی نیم واریوگرام
نیمه پراکندگی
نیمه پراکندگی
فاصله (تاخر)
مدل کروی
فاصله (تاخر)
نیمه پراکندگی
مدل نمایی
فاصله (تاخر)
مدل خطی

محاسبه مقادیر در گره های شبکه
7,5
11,8
نقاط با شناخته شده
ارزش های
100 متر
150 متر
60 متر
3,0
?
نقاط با مجهولات
ارزش های
?
70 متر
21,6
i - وزن مقدار اندازه گیری شده،
محاسبه شد
بر
اساس
مدل ها
واریوگرام ها
و
فضایی
توزیع نقاط اندازه گیری در اطراف
نقطه در حال ارزیابی
شعاع
درون یابی

مقایسه روشهای درونیابی
بازگشت
وزن دار
فاصله ها
مثلث سازی با
خطی
درون یابی
کمترین
انحنا
کریجینگ

گزینه های اضافی
IV
R2
1. تعیین منطقه داده های منبع برای محاسبه مقادیر در گره ها
فایل شبکه
من
R1
III
II

2. حسابداری "خطوط شکست" و خطاها
گسل
با استفاده از وظیفه Faults، موقعیت شبیه سازی می شود
خطاهای نوع خطا / معکوس
ساختار فایل [.BLN]
مقدار امتیاز
تکالیف شی
کد
(0-بازنشانی شبکه در خارج
کانتور،
1- تنظیم مجدد شبکه
داخل طرح کلی)
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
Xn
Yn
خطای ماموریت
خطاهای حسابداری از روش های درون یابی پشتیبانی می کنند: فاصله معکوس به a
توان، حداقل انحنا، نزدیکترین همسایه و معیارهای داده.

خطوط شکست
ساختار فایل [.BLN]
تعداد
نکته ها
وظایف
هدف - شی
کد
(بازنشانی 0-شبکه
خارج از کانتور
1- تنظیم مجدد شبکه
داخل
کانتور)
X1
Y1
Z1
X2
Y2
Z2
X3
Y3
Z3
Xn
Yn
روی
ماموریت شکست
حسابداری خط شکست از روش های درون یابی پشتیبانی می کند:
فاصله معکوس تا توان، کریجینگ، حداقل انحنا،
نزدیکترین همسایه، تابع پایه شعاعی، میانگین متحرک، محلی
چند جمله ای

حسابداری ناپیوستگی ها

حسابداری
خطوط شکست
نقشه کانتور بدون
حسابداری خطا
حسابداری
گسل

تجسم تصاویر سطحی

نقشه کانتور
نقشه اصلی
نقشه داده های نقطه ای
شطرنجی
تسکین سایه دار
نقشه برداری
شبکه سه بعدی
سطح سه بعدی
نتیجه ساخت به عنوان یک بردار ذخیره می شود
گرافیک در فایل [.srf].

نقشه های کلی
نقشه های کانتور

سه بعدی
تصاویر
سطوح
نقشه های سطح سه بعدی

مش های سه بعدی
نقشه های وایرفریم سه بعدی

کارت های برداری
نقشه های برداری

رسترها
نقشه های تصویری

نقشه
تسکین سایه دار
نقشه های امدادی سایه دار

کارت های پایه
نقشه های پایه
فرمت های وارداتی:
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

نقشه های حوزه آبخیز
نقشه های حوزه آبخیز
افسردگی
آب جاری می شود
استخرهای شنا
نقشه ها سیستم های زهکشی را منعکس می کنند

مدل سازی اشیاء گسسته

داده های XYZ
(BLN، BNA، CSV، DAT، DBF، MDB، SLK، TXT، WKx، WRx، XLS، XLSX)

ارسال نقشه ها

نقشه های داده های نقطه ای طبقه بندی شده
نقشه های پست طبقه بندی شده

فایل های مرزی [.bln]
مقدار امتیاز
تکالیف شی
کد
(0-صفر کردن شبکه خارج از کانتور،
1- صفر کردن شبکه داخل مدار)
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
چند ضلعی (بسته)
X5، Y5
X3، Y3
X4، Y4
X2، Y2
Xn
X6، Y6
Yn
X10، Y10
X1، Y1
خط
X6، Y6
X7، Y7
X4، Y4
X2، Y2
X5، Y5
X3، Y3
X1، Y1
X7، Y7
X8، Y8
X9، Y9
X1=X10
Y1=Y10

محاسبه خطاهای درونیابی،
ویرایش گرید گرافیکی

تصحیح شبکه دستی (گره گرید ویرایشگر)

ویرایشگر گرافیکی برای وارد کردن و تصحیح مقادیر داده ها
منطقه مش

تخمین دقت درونیابی (باقیمانده)

آیتم منوی گرید

عملیات ریاضی روی شبکه ها (ریاضی)
شبکه ورودی 1
به شما امکان می دهد که انجام دهید
محاسبات روی یک یا
دو شبکه
شبکه ورودی 2
شبکه خروجی
فرمول محاسبه
-
سقف
=
تنها
قدرت

تجزیه و تحلیل سطح (حساب)
مواد و روش ها
اجازه تجزیه و تحلیل را می دهد
اشکال سطح
شبکه ورودی
شبکه خروجی
زاویه
کج کردن
زمین
شیب
گرایش
دامنه ها
جنبه زمین

فیلتر کنید
شبکه ورودی
شبکه خروجی
اندازه
اپراتور
مواد و روش ها
به شما امکان می دهد برجسته کنید
اجزای فرکانس مختلف
مدل های سطحی
اپراتور
فرکانس پایین
فیلتراسیون
41 41

جای خالی
به شما امکان می دهد مناطق نقشه تعریف شده توسط فایل [.bln] را بازنشانی کنید
شبکه ورودی
+ فایل [.bln] = شبکه خروجی
خالی کردن
جای خالی
مرزهای چند ضلعی

ساخت مقاطع (Slice)
به شما امکان می دهد سطح را در امتداد یک خط، موقعیت برش دهید
که توسط فایل [.bln] تعریف شده است.
شبکه ورودی
+ فایل [.bln] = فایل خروجی [.dat]
ایکس
Y
ز
فاصله
توسط پروفایل
خط نمایه
64
بخش پروفایل
ز
56
48
40
0
20000
40000
فاصله پروفایل
60000
80000

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

کار دوره

ساخت مدل های رقومی ارتفاع بر اساس داده های بررسی توپوگرافی رادار SRTM

ساراتوف 2011

معرفی

مفهوم مدل های رقومی ارتفاع (DEM)

1 تاریخچه ایجاد DEM

2 انواع DEM

3 روش ها و روش های ایجاد DEM

4 DEM ملی و جهانی

داده های توپوگرافی رادار بررسی (SRTM)

1 نسخه ها و نامگذاری داده ها

2 ارزیابی دقت داده های SRTM

3 استفاده از داده های SRTM برای حل مسائل کاربردی

کاربرد SRTM در ایجاد تصاویر جغرافیایی (با استفاده از مثال مناطق ساراتوف و انگل)

1 مفهوم geoimages

2 ساخت یک مدل امداد دیجیتال برای قلمرو مناطق ساراتوف و انگل

نتیجه

معرفی

مدل های دیجیتالامداد (DEM) یکی از توابع مهم مدل سازی سیستم های اطلاعات جغرافیایی است که شامل دو گروه از عملیات است که اولی برای حل مشکلات ایجاد یک مدل امدادی و دومی استفاده از آن است.

این نوعاین محصول نمایشی کاملاً سه بعدی از زمین واقعی در زمان بررسی است که امکان استفاده از آن را برای حل مسائل مختلف کاربردی فراهم می کند، به عنوان مثال: تعیین هر گونه پارامتر هندسی نقش برجسته، ساختن پروفیل های مقطعی. انجام کار طراحی و بررسی؛ نظارت بر دینامیک زمین؛ محاسبه ویژگی های هندسی (مساحت، طول، محیط) با در نظر گرفتن تسکین نیازهای معماری و شهرسازی؛ بررسی های مهندسی، نقشه برداری، ناوبری؛ محاسبه شیب شیب، نظارت و پیش‌بینی فرآیندهای زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی؛ محاسبه روشنایی و شرایط باد برای معماری و شهرسازی، بررسی های مهندسی، نظارت بر محیط زیست. مناطق دید ساختمان برای شرکت های مخابراتی و سلولی، معماری و شهرسازی. علاوه بر این، DEM ها به طور گسترده ای برای تجسم مناطق در قالب تصاویر سه بعدی استفاده می شوند و در نتیجه فرصتی برای ساخت مدل های زمین مجازی (VTMs) فراهم می کنند.

ارتباط موضوع کار درسی به دلیل نیاز به تحقیقات جغرافیایی برای استفاده از داده های امدادی به صورت دیجیتال به دلیل نقش رو به رشد فناوری اطلاعات جغرافیایی در حل مسائل مختلف، نیاز به بهبود کیفیت و کارایی روش های ایجاد است. و با استفاده از مدل های رقومی ارتفاعی (DEM)، و اطمینان از قابلیت اطمینان مدل های ایجاد شده.

منابع سنتی داده های اولیه برای ایجاد یک DEM زمین عبارتند از نقشه های توپوگرافی، داده های سنجش از دور (RSD)، داده های سیستم های موقعیت یابی ماهواره ای، کارهای ژئودزیکی. داده های پیمایش و صداگذاری پژواک، مواد حاصل از فوتوتئودولیت و بررسی های راداری.

در حال حاضر، برخی از کشورهای توسعه یافته DEM های ملی ایجاد کرده اند، به عنوان مثال، در ایالات متحده آمریکا، کانادا، دانمارک، اسرائیل و سایر کشورها. در حال حاضر هیچ داده عمومی با کیفیت مشابه در قلمرو فدراسیون روسیه وجود ندارد.

منبع جایگزین داده‌های ارتفاعی، داده‌های SRTM (ماموریت توپوگرافی رادار شاتل) است که در اکثر نقاط کره زمین با وضوح مدل 90 متری در دسترس است.

هدف از این کار بررسی منبع جایگزین داده های ارتفاع - داده های بررسی رادار زمین - SRTM و همچنین روش های پردازش آنها است.

به عنوان بخشی از این هدف، حل وظایف زیر ضروری است:

به دست آوردن درک نظری از مفهوم، انواع و روش های ایجاد DEM، مطالعه داده های لازم برای ساخت DEM ها، برجسته ترین زمینه ها برای استفاده از این مدل ها برای حل مسائل مختلف کاربردی.

شناسایی منابع داده SRTM، شناسایی ویژگی های فنی، امکان دسترسی به داده های SRTM را بررسی کنید

استفاده های احتمالی از این نوع داده ها را نشان می دهد.

برای نگارش کار درسی از منابع زیر استفاده شده است: وسایل کمک آموزشیدر زمینه ژئوانفورماتیک و سنجش از دور، نشریات دوره ای، منابع الکترونیکی در اینترنت.

1. مفهوم مدل های رقومی ارتفاع (DEM)

یکی از مزایای قابل توجه فناوری‌های سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی نسبت به روش‌های کارتوگرافی کاغذی معمولی، توانایی ایجاد مدل‌های فضایی در سه بعدی است. مختصات اصلی برای چنین مدل های GIS، علاوه بر طول و عرض جغرافیایی معمول، به عنوان داده های ارتفاعی نیز عمل می کند. علاوه بر این، این سیستم می‌تواند با ده‌ها و صدها هزار علامت ارتفاع کار کند، نه با واحدها و ده‌ها، که با استفاده از روش‌های کارتوگرافی کاغذی نیز امکان‌پذیر بود. با توجه به در دسترس بودن پردازش کامپیوتری سریع آرایه های عظیم داده های ارتفاعی، کار ایجاد واقعی ترین مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM) امکان پذیر شده است.

مدل رقومی ارتفاع معمولاً به عنوان وسیله ای برای نمایش دیجیتالی اشیاء فضایی سه بعدی (سطوح یا نقش برجسته) در قالب داده های سه بعدی درک می شود که مجموعه ای از علائم ارتفاع (علامت های عمق) و سایر مقادیر مختصات Z را تشکیل می دهد. در گره های یک شبکه منظم یا پیوسته یا مجموعه ای از رکوردهای خطوط کانتور (ایزوهیپسوم، ایزوبات) یا خطوط ایزوله دیگر. DEM نوع خاصی از سه بعدی است مدل های ریاضی، نشان دهنده نمایش نقش برجسته هر دو سطح واقعی و انتزاعی است.

1 تاریخچه ایجاد DEM

تصویر تسکین از دیرباز مورد توجه مردم بوده است. در قدیمی ترین نقشه ها فرم های بزرگنقش برجسته به عنوان یک جزء جدایی ناپذیر از چشم انداز و به عنوان یک عنصر جهت گیری نمایش داده شد. اولین راه برای نمایش لندفرم ها با علائم پرسپکتیو بود که کوه ها و تپه ها را نشان می داد. با این حال، از قرن هجدهم، توسعه فعال روش های جدید و به طور فزاینده پیچیده آغاز شد. یک روش پرسپکتیو با ترسیم خط در نقشه کوه های پیرنه (1730) نشان داده شده است. رنگ برای اولین بار برای طراحی نقش برجسته پلاستیکی در اطلس مبارزات نیروهای روسی در سوئیس (1799) استفاده شد. اولین آزمایش ها در ایجاد DEM به اولین مراحل توسعه ژئوانفورماتیک و کارتوگرافی خودکار در نیمه اول دهه 1960 برمی گردد. یکی از اولین مدل های زمین دیجیتال در سال 1961 در بخش نقشه برداری آکادمی مهندسی نظامی تولید شد. پس از آن، روش ها و الگوریتم هایی برای حل مسائل مختلف، قدرتمند توسعه یافت نرم افزارمدل سازی، مجموعه داده های بزرگ ملی و جهانی در مورد امداد، تجربه در حل مسائل مختلف علمی و کاربردی با کمک آنها انباشته شده است. به ویژه، استفاده از DEM برای وظایف نظامی توسعه زیادی یافته است.

2 انواع DEM

پرکاربردترین نمایش های سطحی در GIS مدل های شطرنجی و TIN هستند. بر اساس این دو نماینده، از نظر تاریخی دو نفر پدید آمدند مدل های جایگزین DEM: بر اساس نمایش‌های کاملاً منظم (ماتریسی) میدان نقش برجسته با نشانه‌های ارتفاعی و سازه‌ای که یکی از توسعه‌یافته‌ترین شکل‌های آن، مدل‌های مبتنی بر بازنمایی ساختاری-زبانی است.

مدل تسکین شطرنجی - تقسیم فضا به عناصر غیرقابل تقسیم بیشتر (پیکسل) را فراهم می کند و ماتریسی از ارتفاعات را تشکیل می دهد - شبکه منظمی از علائم ارتفاع. مدل های مشابه رقومی ارتفاع توسط خدمات ملی نقشه برداری در بسیاری از کشورها ایجاد می شود. شبکه منظم ارتفاعات شبکه ای با مستطیل ها یا مربع های مساوی است که رئوس این شکل ها گره های شبکه ای هستند (شکل 1-3).

برنج. 1.2.1 یک قطعه بزرگ شده از یک مدل برجسته که ساختار شطرنجی مدل را نشان می دهد.

برنج. 1.2.2 نمایش یک مدل منظم از شبکه ارتفاعات در یک هواپیما.

برنج. 1.2.3. مدل نقش برجسته سه بعدی محیط روستا. Kommunar (Khakassia)، ساخته شده بر اساس یک شبکه منظم از ارتفاعات /1/

یکی از اولین بسته‌های نرم‌افزاری که امکان ورودی چند لایه سلول‌های شطرنجی را پیاده‌سازی کرد، بسته GRID (ترجمه شده از انگلیسی - lattice, grid, network) بود که در اواخر دهه 1960 ایجاد شد. در آزمایشگاه گرافیک کامپیوتری و تحلیل فضایی هاروارد (ایالات متحده آمریکا). در بسته مدرن و پرکاربرد GIS ArcGIS، مدل داده های مکانی شطرنجی نیز GRID نامیده می شود. در دیگری برنامه محبوببرای محاسبه DEM - Surfer به شبکه منظم ارتفاعات نیز GRID می گویند، فایل های چنین DEM با فرمت GRD هستند و محاسبه چنین مدلی Gridding نامیده می شود.

هنگام ایجاد یک شبکه منظم از ارتفاعات (GRID)، توجه به چگالی شبکه (پیچ شبکه)، که وضوح فضایی آن را تعیین می کند، بسیار مهم است. هرچه مرحله انتخابی کوچکتر باشد، DEM دقیق تر است - وضوح فضایی مدل بالاتر است، اما بیشتر مقدار بیشترگره های شبکه، بنابراین زمان بیشتری برای محاسبه DEM مورد نیاز است و فضای دیسک بیشتری مورد نیاز است. به عنوان مثال، هنگامی که مرحله شبکه با ضریب 2 کاهش می یابد، مقدار حافظه کامپیوتر مورد نیاز برای ذخیره مدل به ضریب 4 افزایش می یابد. نتیجه این است که ما باید تعادل را پیدا کنیم. به عنوان مثال، استاندارد DEM سازمان زمین شناسی ایالات متحده که برای بانک ملی داده های کارتوگرافی دیجیتال توسعه یافته است، یک مدل ارتفاعی دیجیتال را به عنوان یک آرایه منظم از علائم ارتفاع در گره های شبکه 30×30 متر برای یک نقشه در مقیاس 1:24000 مشخص می کند. با درون یابی، تقریب، هموارسازی و دیگر تبدیل‌ها به مدل شطرنجی می‌تواند شامل DEM از انواع دیگر باشد.

در بین مش های نامنظم، رایج ترین مورد استفاده یک مش مثلثی با شکل نامنظم - مدل TIN است. در اوایل دهه 1970 توسعه یافت. به عنوان یک روش ساده برای ساخت سطوح بر اساس مجموعه ای از نقاط با فاصله ناهموار. در دهه 1970 چندین نسخه از این سیستم ایجاد شد و سیستم های تجاری مبتنی بر TIN در دهه 1980 ظاهر شدند. به عنوان بسته های نرم افزاری برای ساخت خطوط کانتور. مدل TIN برای مدل‌سازی دیجیتال زمین، با گره‌ها و لبه‌های شبکه مثلثی مطابق با ویژگی‌های اصلی و مشتق شده مدل دیجیتال استفاده می‌شود. هنگام ساخت یک مدل TIN، نقاطی که به طور مجزا واقع شده اند توسط خطوطی که مثلث ها را تشکیل می دهند به هم متصل می شوند (شکل 4).

برنج. 1.2.4. شرایط مثلث سازی دلون.

در هر مثلث مدل TIN، سطح معمولاً به صورت یک صفحه نمایش داده می شود. از آنجایی که سطح هر مثلث با ارتفاع سه رأس آن مشخص می شود، استفاده از مثلث ها تضمین می کند که هر بخش از سطح موزاییک دقیقاً در بخش های مجاور قرار می گیرد.

شکل 1.2.5. یک مدل برجسته سه بعدی که بر اساس یک شبکه مثلثی نامنظم (TIN) ساخته شده است.

این امر تداوم سطح را با آرایش نامنظم نقاط تضمین می کند (شکل 5-6).

برنج. 1.2.6. یک قطعه بزرگ شده از مدل نقش برجسته در شکل. 5 ساختار مثلثی مدل TIN را نشان می دهد.

روش اصلی برای محاسبه TIN، مثلث سازی Delaunay است، زیرا در مقایسه با روش‌های دیگر، مناسب‌ترین ویژگی‌ها را برای یک مدل تسکین دیجیتالی دارد: دارای کوچک‌ترین شاخص هماهنگی به عنوان مجموع شاخص‌های هماهنگی هر یک از مثلث‌های تشکیل‌دهنده (نزدیک بودن به مثلث متساوی‌ضلعی)، ویژگی حداکثر زاویه حداقل. (بزرگترین عدم انحطاط مثلث ها) و حداقل مساحت سطح چند وجهی تشکیل شده.

از آنجایی که هم مدل GRID و هم مدل TIN در جغرافیایی گسترده شده اند سیستم های اطلاعاتیو توسط انواع مختلفی پشتیبانی می شوند نرم افزار GIS، برای انتخاب فرمت مناسب برای ذخیره داده های زمین، باید مزایا و معایب هر مدل را بدانید. از مزایای مدل GRID می توان به سادگی و سرعت پردازش کامپیوتری آن اشاره کرد که با ماهیت شطرنجی خود مدل مرتبط است. دستگاه های خروجی مانند مانیتورها، چاپگرها، پلاترها و غیره از مجموعه ای از نقاط استفاده می کنند، به عنوان مثال، برای ایجاد تصاویر. فرمت شطرنجی نیز دارند. بنابراین، تصاویر GRID به راحتی و به سرعت به چنین دستگاه هایی خروجی می شوند، زیرا انجام محاسبات برای نمایش مربع های مجزا از یک شبکه منظم ارتفاعات با استفاده از نقاط یا پیکسل های ویدئویی دستگاه های خروجی برای رایانه ها آسان است.

به لطف ساختار شطرنجی خود، مدل GRID به شما امکان می دهد سطح مدل شده را "صاف" کنید و از لبه های تیز و برآمدگی جلوگیری کنید. اما این نیز "منهای" مدل است، زیرا هنگام مدل سازی تسکین مناطق کوهستانی (به ویژه مناطق جوان - به عنوان مثال، چین خوردگی آلپ) با فراوانی شیب های تند و قله های نوک تیز، از دست دادن و "تاری" خطوط ساختاری برجسته و اعوجاج تصویر کلی امکان پذیر است. که در موارد مشابهافزایش وضوح فضایی مدل (پیچ شبکه ارتفاعی) مورد نیاز است، و این مملو از افزایش شدید مقدار حافظه کامپیوتر مورد نیاز برای ذخیره DEM است. به طور کلی، مدل های GRID تمایل دارند فضای دیسک بیشتری را نسبت به مدل های TIN اشغال کنند. برای سرعت بخشیدن به نمایش مدل های زمین دیجیتال با حجم بالا، از روش های مختلفی استفاده می شود که محبوب ترین آنها ساخت لایه های به اصطلاح هرمی است که امکان استفاده از سطوح مختلف جزئیات تصویر را در مقیاس های مختلف فراهم می کند. بنابراین، مدل GRID برای نمایش اشیاء یا پدیده‌های جغرافیایی (زمین‌شناسی) که ویژگی‌های آنها به آرامی در فضا تغییر می‌کند (تسکین مناطق مسطح، دمای هوا، فشار اتمسفر، فشار مخزن نفت و غیره) ایده‌آل است. همانطور که در بالا ذکر شد، کاستی های مدل GRID هنگام مدل سازی نقش برجسته سازندهای کوهستانی جوان ظاهر می شود. وضعیت نامطلوب خاصی با استفاده از شبکه منظم ارتفاعات ایجاد می‌شود اگر منطقه مدل‌سازی‌شده بین نواحی همسطح گسترده با نواحی از تاقچه‌ها و صخره‌هایی که دارای تغییرات شدید ارتفاع هستند، به عنوان مثال، در دره‌های توسعه‌یافته گسترده رودخانه‌های دشت‌های بزرگ، متناوب شود. شکل 7). در این حالت، در بیشتر قلمرو شبیه‌سازی‌شده، اطلاعات «زیادی» وجود خواهد داشت، زیرا گره های شبکه GRID در مناطق مسطح مقادیر ارتفاع یکسانی خواهند داشت. اما در نواحی با طاقچه‌های برجسته، اندازه زمین شبکه ارتفاعی ممکن است بیش از حد بزرگ باشد، و بر این اساس، وضوح فضایی مدل ممکن است برای انتقال "پلاستیسیته" نقش برجسته کافی نباشد.

برنج. 1.2.7. قطعه ای از مدل سه بعدی نقش برجسته دره تام (فلش قرمز طاقچه دومین تراس بالای دشت سیلابی را در کرانه چپ نشان می دهد، تاقچه مرتفع در ساحل سمت راست شیب دشت میان ریز است). مقیاس عمودی پنج برابر بزرگتر از مقیاس افقی است.

مدل TIN چنین کاستی هایی ندارد. از آنجایی که از شبکه‌ای نامنظم از مثلث‌ها استفاده می‌شود، نواحی مسطح با تعداد کمی مثلث بزرگ مدل‌سازی می‌شوند و در نواحی لبه‌های شیب‌دار، جایی که لازم است تمام لبه‌های نقش برجسته با جزئیات نشان داده شوند، سطح توسط تعداد زیادی مثلث کوچک نمایش داده می‌شود. مثلث ها (شکل 8). این به شما این امکان را می دهد که به طور مؤثرتری از حافظه رم و حافظه دائمی رایانه برای ذخیره مدل استفاده کنید.

برنج. 1.2.8. شبکه نامنظم مثلث ها

از معایب TIN می توان به هزینه های بالا اشاره کرد منابع کامپیوتریبرای پردازش مدل، که به طور قابل توجهی باعث کاهش سرعت نمایش DEM بر روی صفحه نمایش مانیتور و چاپ می شود، زیرا این نیاز به شطرنجی سازی دارد. یک راه حل برای این مشکل معرفی مدل های "هیبریدی" است که خطوط شکست TIN و یک روش نمایش مجموعه نقطه منظم را ترکیب می کند. یکی دیگر از اشکالات قابل توجه مدل TIN "اثر تراس" است که در ظاهر به اصطلاح "مثلث های شبه" بیان می شود - مناطق مسطح در یک وضعیت ژئومورفولوژیکی آشکارا غیرممکن (به عنوان مثال، در امتداد خط پایین دره های V شکل). (شکل 9).

یکی از دلایل اصلی فاصله کم بین نقاط ثبت دیجیتال خطوط در مقایسه با فواصل بین خود خطوط است که برای اکثر انواع نقش برجسته در نمایش کارتوگرافی آنها معمول است.

برنج. 1.2.9. "اثر تراس" در دره های رودخانه های کوچک، که هنگام ایجاد TIN بر اساس خطوط کانتور بدون در نظر گرفتن خطوط ساختاری امداد (در این مورد، شبکه هیدرولیک) رخ می دهد.

3 روش ها و روش های ایجاد DEM

از زمانی که اولین نقشه ها ظاهر شدند، نقشه کشان با مشکل نمایش سه بعدی زمین بر روی یک نقشه دو بعدی مواجه شدند. برای این کار روش های مختلفی امتحان شده است. در نقشه ها و نقشه های توپوگرافی، نقش برجسته با استفاده از خطوط کانتور - خطوط با ارتفاع مساوی به تصویر کشیده شد. در نقشه‌های جغرافیایی و فیزیکی کلی، نقش برجسته سایه‌دار (سایه‌دار) بود، یا به ارتفاع معینی از زمین رنگی با تونالیته مربوطه (مقیاس ارتفاع) اختصاص داده شد. در حال حاضر با ظهور نقشه ها و پلان های دیجیتالی سرعت افزایش می یابد تجهیزات کامپیوترامکانات جدیدی برای نمایش زمین ظاهر می شود. تجسم سه بعدی یک مدل نقش برجسته به طور فزاینده ای محبوب می شود، زیرا حتی به افراد حرفه ای آموزش ندیده نیز اجازه می دهد تا تصویر نسبتاً کاملی از نقش برجسته داشته باشند. فن آوری های مدرن تجسم سه بعدی به شما این امکان را می دهد که از هر نقطه در فضا، از هر زاویه ای به زمین نگاه کنید و همچنین بر فراز زمین "پرواز کنید".

از زمان توسعه سیستم‌ها و فناوری‌های اطلاعاتی و همچنین توسعه صنعت ماهواره، روش‌ها و روش‌های مختلفی ظاهر شده‌اند که ساخت DEM‌ها را ممکن می‌سازد. دو روش اساساً متفاوت برای به دست آوردن داده ها برای ساخت مدل های رقومی ارتفاع وجود دارد.

روش اول روش های سنجش از دور و فتوگرامتری است. چنین روش هایی برای ایجاد DEM ها شامل روش تداخل سنجی راداری است. این بر اساس استفاده از جزء فاز سیگنال راداری منعکس شده از سطح زمین است. دقت بازسازی DEM با استفاده از روش تداخل سنجی چندین متر است و بسته به ماهیت زمین و سطح نویز سیگنال متفاوت است. برای یک سطح صاف و برای یک تداخل کیفیت بالادقت بازسازی نقش برجسته می تواند به چند ده سانتی متر برسد. همچنین روشی برای پردازش استریوسکوپی داده های رادار وجود دارد. برای کارکرد ماژول، باید دو تصویر رادار در زوایای پرتوی مختلف گرفته شود. دقت بازسازی DEM با استفاده از روش استریوسکوپی به اندازه عنصر وضوح فضایی تصویر بستگی دارد. فناوری اسکن لیزر هوابرد (ALS) سریعترین، کاملترین و قابل اعتمادترین راه برای جمع آوری اطلاعات مکانی و هندسی در مورد مناطق صعب العبور (تالاب و جنگل) است. این روش داده های دقیق و دقیقی را در مورد زمین و موقعیت ارائه می دهد. امروزه، فناوری VLS به شما این امکان را می دهد که به سرعت اطلاعات مکانی و هندسی کاملی در مورد زمین، پوشش گیاهی، هیدروگرافی و تمام اشیاء زمینی در منطقه بررسی به دست آورید.

روش دوم ساخت مدل های برجسته با درون یابی ایزوله های دیجیتالی شده از نقشه های توپوگرافی است. این رویکرد نیز جدید نیست؛ نقاط قوت خود را دارد و طرف های ضعیف. معایب شامل شدت کار و گاهی اوقات دقت کافی در مدل سازی رضایت بخش نیست. اما، با وجود این کاستی‌ها، می‌توان ادعا کرد که مواد توپوگرافی دیجیتالی تا چند سال آینده تنها منبع داده برای چنین مدل‌سازی‌هایی باقی خواهند ماند.

4 DEM ملی و جهانی

در دسترس بودن عموم داده ها و فن آوری ها برای ساخت DEM ها این امکان را برای بسیاری از کشورها فراهم می کند که مدل های امداد ملی را برای نیازهای شخصی کشور ایجاد کنند؛ نمونه هایی از این کشورها عبارتند از: ایالات متحده آمریکا، کانادا، اسرائیل، دانمارک و برخی از کشورهای دیگر. ایالات متحده یکی از پیشروان در ایجاد و استفاده از DEM ها است. در حال حاضر، خدمات نقشه برداری توپوگرافی ملی کشور، سازمان زمین شناسی ایالات متحده، پنج مجموعه داده را تولید می کند که فرمت DEM (مدل ارتفاعی دیجیتال) را نشان می دهد و از نظر فناوری، وضوح و پوشش فضایی متفاوت است. نمونه دیگری از تجربه موفق یک DEM ملی، DEM دانمارک است. اولین مدل دیجیتال ارتفاعی دانمارک در سال 1985 برای حل مشکل مکان یابی بهینه مترجمان شبکه ایجاد شد. ارتباطات سیار. مدل‌های رقومی ارتفاع در قالب ماتریس‌های ارتفاعی در مجموعه داده‌های مکانی پایه تقریباً همه SIDهای ملی و منطقه‌ای (داده‌های اطلاعات مکانی) گنجانده شده‌اند. در سطح کنونی توسعه فناوری، گام شبکه ارتفاعی در DEM های ملی به 5 متر می رسد. DEM هایی با وضوح فضایی مشابه کاملاً آماده هستند یا در آینده نزدیک برای سرزمین های بزرگی مانند اتحادیه اروپا و ایالات متحده آماده خواهند بود. مصلحت محدودیت در جزئیات امدادی ایجاد شده در کشور ما در شرایطی از بین می رود که در بازار جهانی می توانید یک ASTGTM DEM جهانی با توزیع آزادانه با فاصله شبکه ارتفاعی حدود 30 متر (یک ثانیه قوس) خریداری کنید. علاوه بر این، پیش بینی می شود که وضوح DEM های در دسترس عموم به طور پیوسته افزایش یابد. به عنوان یک راه حل موقت احتمالی برای مشکل، حفظ محرمانه ترین DEM پایه و توزیع آزادانه DEM های با جزئیات کمتر ایجاد شده بر اساس پایه یک پیشنهاد شده است. به تدریج آستانه حریم خصوصی DEM را بسته به دقت نمایش امداد و مساحت منطقه تحت پوشش آن کاهش دهید.

2. داده های SRTM

مأموریت توپوگرافی راداری (SRTM) - بررسی توپوگرافی راداری بیشتر نقاط کره زمین، به استثنای شمالی ترین (> 60)، جنوبی ترین عرض های جغرافیایی (> 54)، و همچنین اقیانوس ها، طی 11 روز در فوریه 2000 با استفاده از یک سیستم راداری ویژه، از شاتل فضایی قابل استفاده مجدد. بیش از 12 ترابایت داده توسط دو سنسور رادار SIR-C و X-SAR جمع آوری شد. در این مدت با استفاده از روشی به نام تداخل سنجی راداری، حجم عظیمی از اطلاعات در مورد توپوگرافی زمین جمع آوری شد که پردازش آن تا به امروز ادامه دارد. نتیجه این بررسی یک مدل امداد دیجیتال از 85 درصد سطح زمین بود (شکل 9). اما مقدار مشخصی از اطلاعات در حال حاضر در دسترس کاربران است. SRTM- پروژه بین المللی، توسط آژانس ملی اطلاعات مکانی (NGA)، ناسا، آژانس فضایی ایتالیا (ASI) و مرکز فضایی آلمان هدایت می شود.

برنج. 2.1. طرح پوشش قلمرو زمین توسط بررسی SRTM.

1 نسخه ها و نامگذاری داده ها

داده های SRTM در چندین نسخه وجود دارد: مقدماتی (نسخه 1، 2003) و نهایی (نسخه 2، فوریه 2005). نسخه نهایی تحت پردازش اضافی، برجسته کردن خطوط ساحلی و آب و فیلتر کردن مقادیر اشتباه قرار گرفت. داده ها در چندین نسخه توزیع می شوند - یک شبکه با اندازه سلول 1 ثانیه قوسی و 3 ثانیه قوس. داده های دقیق تر یک ثانیه ای (SRTM1) برای ایالات متحده در دسترس است؛ تنها داده های سه ثانیه ای (SRTM3) برای بقیه سطح زمین در دسترس است. فایل های داده ماتریس 1201 هستند ´ 1201 (یا 3601 ´ 3601 برای یک نسخه یک ثانیه ای) مقادیری که می توانند به برنامه های مختلف نقشه برداری و سیستم های اطلاعات جغرافیایی وارد شوند. علاوه بر این، نسخه 3، توزیع شده به عنوان فایل های ARC GRID، و همچنین فرمت ARC ASCII و Geotiff، 5 مربع وجود دارد. ´ 5 در مبدأ WGS84. این داده‌ها توسط CIAT از داده‌های ارتفاعی اصلی USGS/NASA از طریق پردازش برای تولید سطوح توپوگرافی صاف، و همچنین درون‌یابی مناطقی که داده‌های اصلی گم شده بودند، به‌دست آمدند.

نامگذاری داده ها به این ترتیب تولید می شود، نام مربع داده نسخه های 1 و 2 با مختصات گوشه سمت چپ پایین آن مطابقت دارد، به عنوان مثال: N45E136 که در آن N45 45 درجه عرض شمالی است و E136 136 درجه طول شرقی است. ، حروف (n) و (e) در فایل نام به ترتیب نشان دهنده نیمکره شمالی و شرقی است. نام مربع داده های نسخه پردازش شده (CGIAR) مطابق با عدد مربع به میزان 72 مربع به صورت افقی (360) است. /5) و 24 مربع به صورت عمودی (120/5). به عنوان مثال: srtm_72_02.zip /در سمت راست، یکی از مربع های بالا. شما می توانید مربع مورد نظر را با استفاده از طرح بندی شبکه ای تعیین کنید (شکل 11.).

شکل 2.1.1. نمودار پوشش SRTM4.

2 ارزیابی دقت داده های SRTM

مقادیر ارتفاع در گوشه های یک سلول به اندازه 3 در 3 در دسترس عموم است. دقت ارتفاعات کمتر از 16 متر اعلام شده است، اما نوع ارزیابی این مقدار - متوسط، حداکثر، میانگین ریشه است. خطای مربع (RMS) - توضیح داده نشده است، که تعجب آور نیست، زیرا برای ارزیابی دقیق دقت، یا مقادیر ارتفاع مرجع تقریباً یکسان از پوشش مورد نیاز است، یا تجزیه و تحلیل نظری دقیقی از فرآیند به دست آوردن و پردازش داده ها در این راستا، تجزیه و تحلیل دقت SRTM DEM توسط بیش از یک تیم از دانشمندان از کشورهای مختلف جهان انجام شد. به گفته A.K. ارتفاعات Corveula و I. Eviaka SRTM دارای خطا هستند که برای زمین های مسطح به طور متوسط ​​2.9 متر و برای زمین های تپه ای - 5.4 متر است. علاوه بر این، بخش قابل توجهی از این خطاها شامل یک جزء سیستماتیک است. با توجه به یافته های آنها، ماتریس ارتفاع SRTM برای ساخت خطوط بر روی نقشه های توپوگرافی در مقیاس 1:50000 مناسب است، اما در برخی مناطق، ارتفاع SRTM در دقت آنها تقریباً با ارتفاعات به دست آمده از نقشه توپوگرافی در مقیاس مطابقت دارد. 1:100000، و همچنین می تواند برای ایجاد نقشه های ارتوفوتومی از تصاویر ماهواره ای استفاده شود. کیفیت بالا، با کمی انحراف از نادر گرفته شده است.

2.3 استفاده از داده های SRTM برای حل مسائل کاربردی

داده‌های SRTM می‌توانند مسائل کاربردی مختلفی را با درجات مختلف پیچیدگی حل کنند، به عنوان مثال: برای استفاده از آنها در ساختن نقشه‌های ارتوفوتومیک، برای ارزیابی پیچیدگی کارهای توپوگرافی و ژئودزی آتی، برنامه‌ریزی اجرای آنها، و همچنین می‌تواند در طراحی مکان پروفیل‌ها کمک کند. سایر اشیاء حتی قبل از انجام بررسی‌های توپوگرافی به‌دست‌آمده از نتایج بررسی‌های راداری SRTM، می‌توان از مقادیر ارتفاعی نقاط زمین برای به‌روزرسانی پایگاه توپوگرافی مناطقی که داده‌ای از کارهای توپوگرافی و ژئودتیک دقیق وجود ندارد استفاده کرد. این نوع داده ها منبعی جهانی برای مدل سازی سطح زمین، عمدتاً برای ساخت مدل های رقومی زمین و مدل های رقومی زمین هستند، اما موضوع کاربرد داده های ارتفاعی رادار SRTM به عنوان جایگزینی برای روش های استاندارد برای ساخت یک مدل رقومی زمین و امداد، به نظر ما، باید در هر مورد به صورت جداگانه، بسته به وظیفه در دست، ویژگی های امداد و دقت مورد نیاز مرجع ارتفاع، حل شود.

3. استفاده از SRTM هنگام ایجاد geoimages

1 مفهوم geoimages

پیشرفت در نقشه برداری اطلاعات جغرافیایی، سنجش از دور و ابزارهای درک دنیای اطراف. عکاسی در هر مقیاس و محدوده ای با پوشش و وضوح فضایی متفاوت در زمین و زیر زمین، سطح اقیانوس ها و زیر آب، از هوا و از فضا انجام می شود. کل تعداد زیادی از نقشه ها، عکس ها و سایر مدل های مشابه را می توان با یک اصطلاح کلی توصیف کرد - geoimage.

ژئو تصویر هر مدل مکانی-زمانی، مقیاس بزرگ و تعمیم یافته از اجرام یا فرآیندهای زمینی یا سیاره ای است که به شکل گرافیکی ارائه می شود.

ژئوتصاویر نمایانگر فضای داخلی زمین و سطح آن، اقیانوس ها و جو، پدوسفر، حوزه اجتماعی-اقتصادی و مناطق تعامل آنهاست.

تصاویر جغرافیایی به سه دسته تقسیم می شوند:

مسطح، یا دو بعدی، - نقشه ها، پلان ها، آنامورفوس ها، عکس ها، نقشه های عکاسی، تلویزیون، اسکنر، رادار و سایر تصاویر از راه دور.

حجمی، یا سه بعدی - آناگلیف، نقشه های برجسته و فیزیوگرافی، استریوسکوپی، بلوک، مدل های هولوگرافیک.

پویا سه و چهار بعدی - انیمیشن، کارتوگرافی، فیلم های استریو کارتوگرافی، اطلس فیلم، تصاویر مجازی.

بسیاری از آنها وارد عمل شده اند، برخی دیگر اخیرا ظاهر شده اند و برخی دیگر هنوز در حال توسعه هستند. بنابراین در این کار دوره ما تصاویر جغرافیایی دو بعدی و سه بعدی ساختیم.

3.2 ساخت یک مدل امداد دیجیتال برای قلمرو ساراتوف

و منطقه انگل

ابتدا داده های عمومی SRTM پردازش اضافی نسخه 2 را در پورتال اینترنتی باز برای هر کاربر شبکه دانلود می کنیم (#"justify">سپس قطعه دانلود شده را در برنامه Global Mapper باز می کنیم، تابع "File" را انتخاب می کنیم. سپس "Export Raster and Elevation Data" - "Export Dem" (شکل 12)، این سری از عملیات به منظور تبدیل داده های دانلود شده به فرمت DEM انجام شد که توسط برنامه Vertical Mapper قابل خواندن است که در آن مدل، ساخته شود.

شکل 3.2.1. صدور یک فایل به فرمت DEM با استفاده از برنامه Global Mapper [انجام شده توسط نویسنده].

پس از صادرات داده ها، برنامه Vertical Mapper را که در آن تولید می کنیم، باز کنید اقدامات بعدی- Create Grid - Import Grid (شکل 13).

برنج. 3.2.2. ایجاد یک مدل Grid در برنامه Vertical Mapper [انجام شده توسط نویسنده].

با استفاده از این توابع، ما یک مدل GRID ایجاد می کنیم که نویسنده متعاقباً تمام عملیات را برای ایجاد یک DEM برای قلمرو منطقه ساراتوف، ایجاد خطوط ایزوله و یک مدل تسکین سه بعدی انجام داد.

نتیجه

مدل رقومی ارتفاعی یک تابع مدل‌سازی مهم در سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی است، زیرا حل مشکلات ساخت یک مدل برجسته و استفاده از آن را ممکن می‌سازد. این نوع محصول نمایشی کاملاً سه بعدی از زمین واقعی در زمان نقشه برداری است و در نتیجه حل بسیاری از مسائل کاربردی را ممکن می سازد: تعیین هر گونه پارامتر هندسی نقش برجسته، ساختن پروفیل های مقطعی. انجام کار طراحی و بررسی؛ نظارت بر دینامیک زمین علاوه بر این، DEM ها به طور گسترده ای برای تجسم مناطق در قالب تصاویر سه بعدی استفاده می شوند و در نتیجه فرصتی برای ساخت مدل های زمین مجازی (VTMs) فراهم می کنند.

مرتبط بودن موضوع کار درسی به دلیل نیاز گسترده به تحقیقات جغرافیایی داده های امدادی به صورت دیجیتال، با توجه به نقش رو به رشد فناوری اطلاعات جغرافیایی در حل مسائل مختلف، نیاز به بهبود کیفیت و کارایی روش ها است. ایجاد و استفاده از مدل های رقومی ارتفاعی (DEM) و اطمینان از قابلیت اطمینان مدل های ایجاد شده.

در حال حاضر، چندین منبع اصلی داده برای ساخت مدل های رقومی ارتفاع وجود دارد - این با درونیابی خطوط دیجیتالی از نقشه های توپوگرافی و روش سنجش از دور و فتوگرامتری است. روش سنجش از دور در حل بسیاری از مشکلات جغرافیایی، مانند ساختن امداد از داده های سنجش رادار ماهواره ای زمین، قدرت فزاینده ای به دست می آورد. یکی از محصولات سنجش رادار زمین، داده‌های SRTM (ماموریت توپوگرافی رادار شاتل) در دسترس عموم است و به‌طور رایگان توزیع می‌شود که در اکثر نقاط کره زمین با وضوح مدل 90 متر در دسترس است.

در فرآیند نوشتن کار دوره، یک مدل امداد دیجیتال برای قلمرو مناطق ساراتوف و انگل ساخته شد و از این طریق وظایف ساخت و ساز را حل کرد و امکان ایجاد یک DEM با استفاده از داده های SRTM را اثبات کرد.

تصویر جغرافیایی رادار دیجیتال امدادی

فهرست منابع استفاده شده

1. Kromykh V.V., Kromykh O.V. مدل های دیجیتال ارتفاع Tomsk: TML-Press Publishing House LLC، امضا شده برای انتشار در 15 دسامبر 2007. تیراژ 200 نسخه.

Ufimtsev G.F.، Timofeev D.A. "مورفولوژی امداد". مسکو: دنیای علمی. 2004

بی.ا. نواکوفسکی، اس.و. پراسولوف، A.I. پراسولوا. "مدل های برجسته دیجیتالی ژئوفیلدهای واقعی و انتزاعی." مسکو: دنیای علمی. 2003

مانند. سمردک "سیستم های اطلاعات جغرافیایی". Vladivostok FEGU، 2005 - 124 p.

Geoprofi [منبع الکترونیکی]: مجله ژئودزی، نقشه برداری و ناوبری / مسکو. - مجله الکترونیکی - حالت دسترسی: #"justify">. بخش های کاربرد GIS [منبع الکترونیکی]: پایگاه داده. - حالت دسترسی:#"justify">. Vishnevskaya E.A.، Elobogeev A.V.، Vysotsky E.M.، Dobretsov E.N. موسسه متحد زمین شناسی، ژئوفیزیک و کانی شناسی شعبه سیبری آکادمی علوم روسیه، نووسیبیرسک. از مطالب کنفرانس بین المللی "Interkarto - 6" (Apatity، 22-24 اوت، 2000).

انجمن GIS [منبع الکترونیکی]: پایگاه داده. - حالت دسترسی: #"justify">. انجمن GIS LAB [منبع الکترونیکی]: پایگاه داده. - حالت دسترسی: #"justify">10. جارویس A.، H.I. رویتر، آ. نلسون، ای. گوارا، 2006، داده‌های SRTM بدون درز پر از سوراخ V3، مرکز بین‌المللی کشاورزی گرمسیری (CIAT)

11. A. M. Berlyant، A. V. وستوکوا، V.I. کراوتسوا، I.K. لوری، تی.جی. سواتکووا، بی.بی. سراپیناس "کارتولوژی". مسکو: انتشارات جنبه، 2003 - 477 ص.