ГЕОЛОГИЙН ХЭСЭГ

Геологийн хэсэг - газрын гадаргаас гүн хүртэл газрын царцдасын босоо хэсэг. Геологийн зүсэлтүүдийг геологийн зураг, геологийн ажиглалт, уул уурхайн мэдээлэл (цооног оруулаад), геофизикийн судалгаа гэх мэт үндсэн дээр бүрдүүлдэг. Геологийн зүсэлтүүд нь гол төлөв геологийн байгууламжийн дайралт буюу шугамын дагуух шулуун эсвэл тасархай шугамын дагуу гүн жишиг цооног байгаа тохиолдолд чиглүүлдэг. эдгээр худгуудаар дамжин . Геологийн хэсгүүдэд чулуулгийн үүсэх нөхцөл, нас, найрлага нөлөөлдөг. Геологийн хэсгүүдийн хэвтээ ба босоо масштаб нь ихэвчлэн геологийн газрын зургийн масштабтай тохирдог. Уул уурхайн аж ахуйн нэгж, инженер-геологийн хайгуулын зураг төслийг боловсруулахдаа сул хурдасны зузаан, профилын уртыг харьцуулах боломжгүй тул босоо тэнхлэгийн хэмжээ нь хэвтээ тэнхлэгтэй харьцуулахад арав ба түүнээс дээш дахин нэмэгддэг.

ГЕОЛОГИЙН СУФЕР

Golden Software Surfer-ийн газарзүйн мэдээллийн систем нь одоо хоёр хувьсагчийн функцийн график зурах салбарын стандарт болсон. Геологийн салбарт Surfer-ийг өдөр тутмын зураглалын практикт ашигладаггүй цөөхөн компани байдаг. Ялангуяа Surfer ашиглан газрын зургийг тусгаарлах шугамаар (контурын зураг) бүтээдэг.

Хөтөлбөрийн давтагдашгүй давуу тал нь түүнд суулгагдсан интерполяцийн алгоритмууд бөгөөд энэ нь орон зайд жигд бус тархсан өгөгдлийг ашиглан дээд зэргийн чанартай дижитал гадаргуугийн загварыг бий болгох боломжийг олгодог. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг арга болох Kriging нь бүх геошинжлэх ухаанд өгөгдлийг төлөөлөхөд тохиромжтой.

Багцтай ажиллах логикийг гурван үндсэн функциональ блок хэлбэрээр илэрхийлж болно.

• · 1. Гадаргуугийн тоон загварыг бүтээх;
• · 2. Гадаргуугийн тоон загвартай туслах үйл ажиллагаа;
• · 3. Гадаргуугийн дүрслэл.

Дижитал гадаргуугийн загварыг уламжлал ёсоор тэгш өнцөгт ердийн сүлжээний зангилааны утгуудаар төлөөлдөг бөгөөд тэдгээрийн салангид байдал нь шийдэгдэж буй тодорхой асуудлаас хамааран тодорхойлогддог. Ийм утгыг хадгалахын тулд Surfer нь математик загварчлалын багцын стандарт болсон өөрийн GRD файлуудыг (хоёртын эсвэл текст формат) ашигладаг.

Сүлжээний зангилааны утгыг авах гурван сонголт байдаг.

• · 1) интерполяцийн алгоритмыг ашиглан тухайн бүсийн дурын цэгүүдэд (тогтмол бус сүлжээний зангилаанууд дээр) заасан анхны өгөгдөлд үндэслэн хоёр хэмжээст функцууд;
• · 2) хэрэглэгчийн тодорхой заасан функцийн утгыг тооцоолох. Surfer програм нь тригонометр, Бессель, экспоненциал, статистик болон бусад олон төрлийн функцуудыг агуулдаг;
• · 3) нэг ердийн сүлжээнээс нөгөөд шилжих, жишээлбэл, сүлжээний салангид байдлыг өөрчлөх үед (энд дүрмээр бол нэлээд энгийн интерполяци, тэгшитгэх алгоритмуудыг ашигладаг, учир нь шилжилтийг нэг гөлгөр гадаргуугаас гүйцэтгэдэг гэж үздэг. нөгөө рүү).

Үүнээс гадна, мэдээжийн хэрэг, та жишээ нь тоон загварчлалын үр дүнд хэрэглэгчийн олж авсан бэлэн дижитал гадаргуугийн загварыг ашиглаж болно.

Surfer нь хэрэглэгчиддээ хэд хэдэн интерполяцийн алгоритмуудыг санал болгодог: Kriging, Хүч хүртэлх урвуу зай, Минимум муруйлт, Радиал суурь функц, Полиномын регресс, Өөрчлөгдсөн арга Шепардын арга (Өөрчлөгдсөн Шепардын арга), Гурвалжлах гэх мэт. Ердийн сүлжээний тооцоог X-д хийж болно. , Y, Z өгөгдлийн багц файлууд ямар ч хэмжээтэй байх ба сүлжээ нь өөрөө 10,000-аас 10,000 зангилаа хэмжээтэй байж болно.

Surfer нь дараахь төрлийн газрын зургийг үндсэн харааны элемент болгон ашигладаг.

• · 1. Контурын зураг. Тусгаарласан шугам, тэнхлэг, хүрээ, тэмдэглэгээ, домог гэх мэт дэлгэцийн горимыг хянах ердийн арга хэрэгслээс гадна өнгөт дүүргэлт эсвэл тусдаа бүсүүдийн янз бүрийн хэв маягийг ашиглан газрын зураг үүсгэх боломжтой. Нэмж дурдахад, хавтгай газрын зургийн зургийг эргүүлж, хазайлгах боломжтой бөгөөд X ба Y тэнхлэгийн дагуу бие даасан масштабыг ашиглаж болно.
• · 2. Гадаргуугийн гурван хэмжээст дүрс: Wireframe Map (frame map), Surface Map (гурван хэмжээст гадаргуу). Эдгээр газрын зураг нь янз бүрийн проекц ашигладаг бөгөөд энгийн график интерфэйсийг ашиглан зургийг эргүүлж, хазайлгах боломжтой. Та мөн тэдгээр дээр зүссэн шугам, тусгаарлалтыг зурж, X, Y, Z тэнхлэгийн дагуу бие даасан масштабыг тохируулж, гадаргуугийн бие даасан торон элементүүдийг өнгө эсвэл хээгээр дүүргэж болно.
• · 3. Анхны өгөгдлийн газрын зураг (Post Map). Эдгээр газрын зураг нь цэгийн өгөгдлийг тусгай тэмдэг, текстийн шошго хэлбэрээр харуулахад ашиглагддаг. Үүний зэрэгцээ харуулах тоон утганэг цэг дээр та тэмдгийн хэмжээг (шугаман эсвэл квадрат хамаарал) хянах эсвэл хэрэглэж болно янз бүрийн тэмдэгөгөгдлийн хүрээний дагуу. Нэг газрын зураг бүтээх ажлыг хэд хэдэн файл ашиглан хийж болно.
• · 4. Үндсэн газрын зураг. Энэ нь AutoCAD [.DXF], Windows Метафайл [.WMF], Bitmap Graphics [.TIF], [.BMP], [.PCX], [.GIF ] зэрэг янз бүрийн график форматтай файлуудыг импортлох замаар олж авсан бараг бүх хавтгай дүрс байж болно. , [.JPG] болон бусад. Эдгээр картуудыг энгийн зүйлээс илүүтэйгээр ашиглаж болно зургийн гаралт, гэхдээ бас жишээ нь, зарим хэсгийг хоосон харуулах.

Эдгээр үндсэн төрлийн газрын зураг, тэдгээрийг нэг хуудсан дээр байрлуулах янз бүрийн хувилбаруудыг ашигласнаар та нарийн төвөгтэй объект, процессыг дүрслэх олон янзын сонголтыг авах боломжтой. Ялангуяа хэд хэдэн параметрийн тархалтын хосолсон зураг бүхий нарийн төвөгтэй газрын зургийн янз бүрийн хувилбаруудыг олж авахад маш хялбар байдаг. Surfer-ийн зургийн хэрэгслийг ашиглан бүх төрлийн газрын зургийг хэрэглэгч өөрөө засах боломжтой.

Газрын тос агуулсан давхарга, түүний геологийн огтлолын дээврийн (доод) бүтцийн зураг зурах арга зүй.

• 1. Файл дээр тулгуурлан бүтээх үндсэн газрын зураг 1 см 1000 метрийн масштабаар.
• 2. Тусгай зөвшөөрөлтэй талбайн хилийн заагийг цахимжуулах.
• 3. Худагуудыг цахимжуулж, форматаар хадгална DAT файл"дээвэр" (A багана - уртраг, В багана - өргөрөг, С багана - дээврийн гүн, D багана - худгийн дугаар, C багана - худгийн төрөл: гурван оронтой тоогоор олборлолт, үлдсэн хэсэг нь хайгуул)
• 4. Профайл мөрийг дижитал хэлбэрт оруулах. B1 хоосон нүдээр "профайлын мөр"-ийг BLN форматаар хадгална.
• 5. "Тусгай зөвшөөрөлтэй талбайн тойм зураг"-ыг давхаргууд - хил хязгаар, профилын шугам, тайлбар бүхий худгуудаар үүсгэнэ.
• 6. Тойм зурагт “YUS2 тогтоцын дээврийн бүтцийн зураг” - тэгшитгэсэн (хоёр координатын хувьд 3 коэффициенттэй), 5 метр тутамд изолиныг нэмнэ (Хавсралт 1).
• 7. “YUS2 тогтоцын дээврийн профайл” үүсгэх - хэвтээ масштаб нь газрын зургийн масштабтай давхцаж, босоо масштаб нь 1 см 5 метр байна.

геологийн зургийн профайл програм

Михаил Владимирович Морозов:
хувийн сайт

Математик загварууд (хичээл, газрын зураг-1): Golden Software Surfer программ дээр геохимийн зураг бүтээх (ерөнхий хандлага, ажлын үе шат, агуулга, тайлангийн маягт)

За" Геологи дахь математик загварчлалын аргууд"

Картууд - 1. Golden Software Surfer-д геохимийн зураг зурах: ажлын ерөнхий хандлага, үе шат, агуулга. Тайлангийн маягт.
Картууд - 2. Golden Software Surfer-тай ажиллах зарчим.

Дэлхийн царцдас дахь ашигтай металлын хуримтлалын байршлыг олохын тулд геохимийн зураг шаардлагатай. Үүнийг яаж барих вэ? Энэ нь сайн програм хангамж, системчилсэн арга барилыг шаарддаг. Энэ ажлын зарчим, үндсэн үе шатуудтай танилцацгаая.

ОНОЛ

Golden Software Surfer программ дахь геохимийн зураглалыг бүтээх.

Анхны өгөгдөл.Геохимийн зураг зурахын тулд бэлтгэх шаардлагатай хүснэгт, дор хаяж гурван багана агуулсан: эхний хоёр нь ажиглалтын (дээж авах) цэгүүдийн газарзүйн координатыг агуулсан X ба Y, гурав дахь баганад зурагдсан утгыг, жишээлбэл, химийн элементийн агууламжийг агуулна.

Координатууд: Surfer-д бид ашигладаг тэгш өнцөгт координат (метрээр), гэхдээ газрын зургийн шинж чанаруудаас та координатын боломжит системүүдээс янз бүрийн туйлын координатуудыг (градус-минут-секундэд) сонгож болно. Практик дээр хавтгай цаасан дээр зурагтай ажиллахдаа өөрчлөн тохируулсан форматаар тэгш өнцөгт координатын системд ажиллах нь илүү тохиромжтой байдаг.

Координатууд хаанаас ирдэг вэ:
1. Газар дээрх цэгүүдийг баримтжуулахдаа координатыг GPS эсвэл ГЛОНАСС топографаас туйлын координат хэлбэрээр (жишээлбэл, координатын системд) авдаг. WGS 84). Топо-лавлагаа төхөөрөмж нь одоо ухаалаг утас шиг харагдаж болох ч "жийп" гэж эелдэгээр нэрлэдэг тусгай төхөөрөмжийг ашиглах нь илүү тохиромжтой бөгөөд найдвартай юм.
2. Байр зүйн хэмжүүрээс компьютерт өгөгдөл дамжуулах үед координатыг туйлшралаас ашигласан тэгш өнцөгт координатын системд (жишээлбэл, системд) хөрвүүлдэг. UTM, Пулково-1942, гэхдээ та бас ашиглаж болно орон нутгийнтодорхой аж ахуйн нэгжид батлагдсан геодезийн систем). Туйлын координатыг тэгш өнцөгт координат болгон хөрвүүлэхийн тулд програмыг ашиглах нь тохиромжтой Ozi Explorer.
3. Surfer-тэй ажиллахаар бэлтгэсэн хүснэгтийн баганууд нь метрээр тэгш өнцөгт координатуудыг агуулсан байх ёстой.

Зураглалын тоо хэмжээ: тусгаарлагдсан хэсэгт сургалтын газрын зургийг бүтээхийн тулд бид ашиглах болно агуулгын логарифмаливаа химийн элемент. Яагаад логарифм гэж? Учир нь микроэлементийн агууламжийн тархалтын хууль нь бараг үргэлж логарифм байдаг. Мэдээжийн хэрэг, in жинхэнэ ажилЭхлээд та хэмжигдэхүүний төрлийг сонгохын тулд түгээлтийн хуулийг шалгах хэрэгтэй: анхны утга эсвэл түүний логарифм.

Геохимид ашигладаг газрын зургийн төрлүүд. Контурын зураглалаас гадна геохимичид ихэвчлэн бусад төрлийн газрын зургийг ашигладаг боловч Surfer-ийн бүтээж чадах бүх төрлийн газрын зураг биш, зөвхөн нарийн тодорхойлогдсон байдаг. Тэдгээрийг доор жагсаав.

1. Баримт газрын зураг.Энэ нь газар дээрх дээж авах байршлыг харуулсан цэгүүдийн багц юм. Цэгүүдийн ойролцоо та тэмдэглэгээг харуулах боломжтой - пикетийн дугаар, гэхдээ геохимийн хайлт хийх үед маш олон цэгүүд байдаг тул шошго нь газрын зургийн орон зайг зөвхөн "эмхэлдэг" бөгөөд харагдахгүй байна. Баримт газрын зураг үүсгэхийн тулд бид функцийг ашигладаг Газрын зураг.

2. Химийн элементийн агуулгын цэгэн зураг.Үүн дээр янз бүрийн хэмжээтэй тойрог (эсвэл бусад тэмдэг) нь дээж авах цэгүүдэд химийн элементийн өөр өөр агуулгыг илэрхийлдэг. Хэрэв бид ийм газрын зургийг ашиглавал тусдаа баримтын зураглал шаардлагагүй болно - хоёр газрын зургийн цэгүүд хоорондоо давхцах болно. Цэгтэй газрын зураг (эсвэл "зурагт хуудас") хайж буй элементийн өндөр түвшнийг харагдахуйцаар бүтээдэг. Тэмдэглэл нь тойргийн хэмжээ ба элементийн агуулгын g/t-ийн хоорондох захидал харилцааг заана. Хэмжээнээс гадна тойргийн өнгө өөрчлөгдөж болно. Аяганы төрөл (хэмжээ, өнгө) бүр нь гараар томилогдсон агуулгын хүрээтэй тохирч байна. Тэдгээр. янз бүрийн төрөлТойрог нь элементийн агуулгад суурилсан өөр өөр ангиллын цэгүүд юм. Тиймээс ийм газрын зураг үүсгэх хэрэгсэл гэж нэрлэгддэг Ангилагдсан шуудангийн газрын зураг. Сүүлд нь (энэ нь тооцоолсон газрын зураг, өөрөөр хэлбэл өгөгдлийн интерполяцийн үр дүнд үндэслэн бүтээгдсэн) лабораториос олж авсан анхны зурагтай хэрхэн уялдаж байгааг харахын тулд газрын зургийн дээд талд байрлуулах газрын зураг зурах нь тохиромжтой. , өөрөөр хэлбэл "үнэн" агуулга. Газрын зураг дээр нэг чухал элементийг (жишээлбэл, алт) байршуулахыг өөр хайлтын параметрийн (хиймэл дагуулын элемент, статистик хүчин зүйл, геофизикийн параметр гэх мэт) тусгаарлах хэсэгт байрлуулах нь тохиромжтой. Анхаарах зүйл: Барилгын ажил дууссаны дараа ангилсан шуудангийн газрын зургийн төрлийн газрын зургийг шуудангийн газрын зураг болгон хөрвүүлэх боломжгүй, мөн эсрэгээр.

3. Тусгаарласан шугамаар газрын зураг.Хүссэн параметрийн бодит газрын зураг, агуулгын янз бүрийн зэрэглэлийг өөр өөр өнгийн дүүргэлтээр харуулсан. Мөн дүүргэлтийн өнгийг ангийн түвшинтэй холбосон домог шаардлагатай. Дүүргэлтийн зэрэглэлийг гараар тохируулдаг. Хэрэгсэл - Контурын зураг. Элементүүдийн бодит агуулгаас (эсвэл тэдгээрийн логарифм) гадна олон элементийн үзүүлэлтүүдийн газрын зургийг геохимид өргөн ашигладаг. Эдгээр нь үржүүлэх коэффициент (хэд хэдэн элементийн агуулгыг үржүүлдэг), хүчин зүйлийн утгын зураг (үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг) гэх мэт байж болно. Чухамдаа геохимичийн даалгавар бол геологийн асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог үзүүлэлтийг олох явдал юм. Дүрмээр бол ийм үзүүлэлтүүд нь элементүүдийн хамтын зан төлөвт илэрхийлэгддэг тул моно элементийн газрын зураг (жишээ нь нэг бие даасан элементийн газрын зураг) нь олон элементтэй харьцуулахад мэдээлэл багатай байдаг нь мэдээжийн хэрэг юм. Тиймээс газрын зураг бүтээх үе шат нь ихэвчлэн үе шатаас өмнө байдаг статистик боловсруулалтОлон талт статистик шинжилгээний үр дүнг олж авах өгөгдөл, жишээлбэл, PCA (үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгийн арга).

4. Газрын зургийг тоймлох.Анхдагч байдлаар Surfer тэгш өнцөгт газрын зураг үүсгэдэг. Хэрэв дээж авах цэгүүд нь тэгш өнцөгт үүсгэдэггүй бол түүврийн талбайг зохиомлоор үүсгэсэн тэгш өнцөгт хэлбэрээр бичсэн бөгөөд тухайн хэсгийн хэсэг нь бодитоор түүвэрлэгдээгүй байна. Контурын зураг нь бүхэл бүтэн газар нутгийг хамрах тул газрын зургийн шалгагдаагүй хэсгүүдэд зохиомол өгөгдөл агуулагдах болно. Үүнээс зайлсхийхийн тулд газрын зураг барих талбайг түүвэрлэлтийн өгөгдөл байгаа хэсэгт хязгаарлах шаардлагатай. Үүнийг хийхийн тулд дээж авах талбайг гараар зурж болох тусгай шугамаар дүрсэлсэн байх ёстой. Цус харвалтын контурын гаралтыг функцийг ашиглан гүйцэтгэдэг Үндсэн газрын зураг.

Газрын зураг бүтээх үе шатууд.

3. Баримт газрын зураг байгуулах [газрын зураг-3]. 5. Цэгийн зураг (газрын зураг байршуулах) байгуулах [газрын зураг-5]. 9. Мэдээллийн оновчтой агуулгад хүрэхийн тулд гадаргуугийн зураглал, түүний зураг төсөл боловсруулах [газрын зураг-6, үргэлжлэл].

АЖЛЫГ ГҮЙЦЭТГЭХ ЖУРАМ

Өгсөн: химийн элементийн агуулгын хүснэгт ба дээж авах цэгүүдийн координат бүхий логарифмууд.

Дасгал хийх:

1. Баримт газрын зураг бүтээх.

2. Химийн элементийн агуулгад тулгуурлан цэгийн зураглал хийх, өөр өөр ангиллын цэгүүдийн дэлгэцийг сонгох.

3. Зураглалын талбайн тоймыг өөрөө гаргаж, түүнийг барина.

4. Талбайн контур, элементийн цэгийн зураг, баримтын зургийг нэгтгэнэ энэ дарааллааробъект менежерт. Цэгэн газрын зургийн домог харуулах.

5. Гурвалжингийн аргыг ашиглан элементийн агуулгын логарифмын тор файлыг ("сүлжээ") байгуулж, шалгана уу. Бусад аргуудтай давт.

6. Крайгингийн аргаар тор файл байгуулах вариограмм байгуулж, шалгана уу.

7. Вариограммын параметрүүдийг ашиглан крайгингийн аргыг ашиглан элементийн агуулгын логарифмын тор файлыг (“сүлжээ”) байгуул.

8. Үүссэн торон файлыг энгийн шүүлтүүрээр жигд болго.

9. Сүлжээ файлыг логарифмаас контент руу сэргээнэ үү.

10. Өмнө нь үүсгэсэн контурын дагуу торон файлыг таслана.

11. Үүсгэсэн торон файлуудыг ашиглан гадаргуугийн зураглалыг тусгаарлах, градиент дүүргэх, домог нэмэх.

12. Баригдсан газрын зургийг дараах байдлаар экспортлох JPG файлууд, Word (DOC) форматаар тайланд оруулна.

Тайлангийн маягт.

), Колорадо мужийн Голден хотын нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд 1983 оноос хойш оршин тогтнож, шинжлэх ухааны график багцуудыг боловсруулдаг. Түүний анхны программ хангамжийн бүтээгдэхүүн болох Алтан график систем нь мөн онд гарсан бөгөөд z=f(y,x) зэрэг хоёр хэмжээст функцээр дүрслэгдсэн өгөгдлийн багцын зургийг боловсруулах, харуулах зорилготой юм. Дараа нь энэ багц нь Surfer хэмээх нэрийг авсан бөгөөд өнөөг хүртэл хадгалсаар ирсэн. Хоёр жилийн дараа y=f(x) гэх мэт өгөгдлийн багц, функцуудын графикийг боловсруулах, харуулах зориулалттай Grapher багц гарч ирэв.

Эдгээр DOS багцууд нь 80-аад оны сүүлчээр математикийн мэдээлэл боловсруулах янз бүрийн чиглэлээр, ялангуяа геологи, гидрогеологи, геологи, геологи гэх мэт өргөн хүрээний геошинжлэх ухаанд оролцдог Зөвлөлтийн мэргэжилтнүүдийн дунд маш их алдартай байсан (мэдээж хууль бус хуулбар хэлбэрээр). газар хөдлөлт, экологи, цаг уур, түүнчлэн холбогдох бусад салбарт.

Үүний зэрэгцээ бид DOS-д зориулсан Surfer 4 багцтай идэвхтэй ажиллаж эхэлсэн. Бусад хэлтсийн хамт олон (манай хүрээлэн барилгын инженерийн судалгааны чиглэлээр судалгаа хийсэн) тодорхой сайтууд дээр маш тодорхой асуудлыг шийдэж, Surfer-тай эцсийн хэрэглэгчдэд зориулсан бие даасан бүтээгдэхүүн болгон ажиллаж байсан манай хамт олоноос ялгаатай нь бид хөгжүүлэгчид байсан. Энэхүү багцыг өөрийн хөтөлбөрт ашиглах боломжууд нь татагдаж байна.

Санаа нь маш энгийн байсан - Surfer интерактив болон багц горимд аль алинд нь ажиллах боломжтой тодорхой дараалалтушаал болон мэдээллийн файлуудын өгөгдөл дээр суурилсан функцууд. Эдгээр файлуудыг программдаа үүсгэснээр бид шаардлагатай үйлдлүүдийг гүйцэтгэхийн тулд гадны багцыг албадах боломжтой. Үүний зэрэгцээ хэрэглэгч, жишээлбэл, тусдаа газрын зургийн зургийг үзэх эсвэл хэвлэх нь түүнийг өөр багцтай ажиллаж байна гэж сэжиглэж байгаагүй.

Ерөнхийдөө Surfer бидэнд үнэхээр таалагдсан. Бид үүнийг маш сайн програм хангамжийн бүтээгдэхүүний сонгодог жишээ гэж үздэг. Тохиромжтой, архитектурын ямар ч төвөгтэй интерактив интерфэйс, програмистуудад зориулсан нээлттэй, ойлгомжтой интерфейс, батлагдсан математик алгоритмууд, маш авсаархан код, нөөцийн даруухан хүсэлт. Товчхондоо, энэ нь ирээдүйн хэрэглэгчдийг үгээр биш, харин үйлдлээрээ хүндэтгэдэг, өнөөдөр ихээхэн алдагдсан програм хангамж бүтээх хэв маяг байсан юм. (Алтан програм хангамжийн дараагийн хөгжүүлэлтүүдэд энэ хэв маягийг хадгалсанд бид маш их баяртай байна.)

1994 онд Индианаполис хотод болсон Аналитик гео шүүлтүүрийн загваруудын олон улсын бага хурлын үеэр сонссон хувилбарын дагуу Surfer-ийн зохиогч, компанийг үүсгэн байгуулагч нь Америкийн их дээд сургуулиудын нэгэнд гидрогеологийн чиглэлээр төгссөн оюутан байжээ. Компанийн бүтээгдэхүүний "геологийн" үндэс нь бараг тодорхой баримт юм.

Ер нь Алтан хот жижигхэн, зоригтой. Энэ нь алдарт геошинжлэх ухааны сургалтын төв Колорадогийн Уурхайн сургууль болон түүний охин компани болох Олон улсын газрын доорхи усны загварчлалын төв бөгөөд гидрогеологийн хөтөлбөрүүдийг (бие даасан хөгжүүлэгчдийн бэлтгэсэн хөтөлбөрийг оруулаад) бий болгож, туршиж, түгээдэг.

Цаг хугацаа өнгөрч байгаа ч нэлээд ширүүн өрсөлдөөнийг үл харгалзан Алтан програм хангамжийн багцууд (ялангуяа Surfer) АНУ болон бусад орнуудад маш их алдартай хэвээр байна. Тэдгээрийн холбоосууд нь туршилтын өгөгдлийг тоон загварчлах, боловсруулахтай холбоотой бараг бүх шинжлэх ухааны хэвлэл эсвэл програм хангамжийн бүтээгдэхүүнд байдаг.

1990 онд тус компани DOS-д зориулсан хувилбаруудыг хөгжүүлэхээ зогсоож, Windows-д зориулсан програм хангамжийн бүтээгдэхүүн боловсруулж эхэлснээ зарлав. 1991 онд MapViewer-ийн шинэ багц гарч ирэв (газарзүйн хувьд тархсан тоон мэдээллийг шинжлэх, дүрслэх, мэдээллийн сэдэвчилсэн газрын зураг үүсгэх хэрэгсэл - Сэдэвчилсэн зураглалын програм хангамж), дараа нь аль хэдийн мэдэгдэж байсан багцуудын Windows хувилбарууд гарч ирэв: 1993 онд - Grapher 1.0, 1994 онд - Surfer 5.0. 1996 онд өөр нэг шинэ бүтээгдэхүүн гарсан - Didger (дижиталчлал график мэдээлэл), энэ нь бусад Алтан програм хангамжийн програмуудын ажиллагааг маш амжилттай нөхсөн.

Гэсэн хэдий ч DOS-ийн хувилбаруудыг хөгжүүлэхээ зогсоосны дараа тус компани 1995 он хүртэл тэдгээрийг үргэлжлүүлэн дэмжсээр байсныг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. лицензтэй хуулбар, зөвлөгөө гэх мэт.. Хэрэглэгчид ийм хүндэтгэлтэй хандах (үйлчлүүлэгчид хэрэгтэй зүйлээ зарж, "байгааг нь ав" гэсэн зарчмаар ажилладаггүй) өнөөдөр ховор байгааг харж байна.

Ерөнхийдөө Алтан программ хангамж нь дэлхийн компьютерийн зах зээл дэх өөрийн "экологийн үүр"-д программ хангамжийн бүтээгдэхүүнээ хөгжүүлж, борлуулдаг жижиг компани тогтвортой байр суурь эзэлдэгийн маш сургамжтай жишээ юм.

Түүгээр ч зогсохгүй "бүхнийг бүгдийг нь" хийдэг хүчирхэг системүүд гарч ирснээр (жишээлбэл, зураг зүйн мэдээллийг боловсруулах чадвартай график хэрэгслийг хүснэгтэд оруулах эсвэл GIS-д оруулах гэх мэт) нь тэдний байр суурийг ганхуулаагүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. жижиг тусгай програм хангамжийн багц. Ийм тусгай програм хангамж нь үйл ажиллагаа, ашиглахад хялбар том нэгдсэн системүүдээс хамаагүй илүү юм. Сүүлийн давуу тал нь зөвхөн судалгааны үр дүнг танилцуулгын график хэлбэрээр гаргахад бус асар их хэмжээний туршилтын өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийхэд чухал ач холбогдолтой юм. Үүн дээр компьютерийн хүч чадал, үнийн хувьд ийм програмуудын илүү даруухан шаардлагыг нэмэх хэрэгтэй.

Golden Software нь одоогоор Windows 95/98/NT-д зориулсан Surfer 6.0, Grapher 2.0, MapViewer 3.0 болон Didger 1.0 гэсэн дөрвөн бүтээгдэхүүнийг санал болгож байна. Эдгээрийг бид тоймдоо яг таг ярих болно.

Surfer багц - хоёр хэмжээст функцийг боловсруулах, дүрслэх

Windows 3.x-д зориулсан Surfer 5.0 нь 1994 онд гарсан. Жилийн дараа Windows 95-ийг гаргахтай зэрэгцэн Surfer 6.0 гарсан бөгөөд үүнийг хоёр хувилбараар танилцуулсан - 32 битийн ажиллах боломжтой. Windows орчин NT болон Windows 95 болон Windows 3.1-д зориулсан 16 бит. Багцыг суулгахдаа хэрэглэгч өөрөө програмын хүссэн хувилбарыг сонгох эсвэл системийн тохиргоог тодорхойлж, хувилбарыг автоматаар сонгох суулгах програмд ​​даатгаж болно. Бид багцыг дараах байдлаар тайлбарлах болно: эхлээд 5.0 хувилбарын боломжуудын талаар, дараа нь Surfer 6.0-ийн шинэчлэлийн талаар ярих болно.

Surfer-ийн гол зорилго нь z=f(x, y) гэх мэт функцээр тодорхойлсон хоёр хэмжээст өгөгдлийн багцыг боловсруулж, дүрслэн харуулах явдал юм. Багцтай ажиллах логикийг гурван үндсэн функциональ блок хэлбэрээр илэрхийлж болно: a) тоон гадаргуугийн загварыг бүтээх; б) тоон гадаргуугийн загвартай туслах үйл ажиллагаа; в) гадаргуугийн дүрслэл.

Дижитал гадаргуугийн загварыг бүтээх

График өгөгдлийн дүрслэл нь гайхалтай хэдий ч ийм багцуудын онцлох зүйл нь мэдээжийн хэрэг тэдгээрт хэрэгжсэн математикийн төхөөрөмж юм. Баримт нь: "Өгөгдлийн хувиргалтын үндэс нь ямар арга бөгөөд эдгээр бүх хувиргалтын найдвартай байдлын үнэлгээг хаанаас харж болох вэ?" Гэсэн асуултад тодорхой хариулт авалгүйгээр хэрэглэгч (энэ тохиолдолд хамгийн их магадлалтай. эрдэмтэн) хөтөлбөрийн бусад бүх давуу талыг цаашид сонирхохгүй байж магадгүй.

Дижитал гадаргуугийн загварыг уламжлал ёсоор тэгш өнцөгт ердийн сүлжээний зангилааны утгуудаар төлөөлдөг бөгөөд тэдгээрийн салангид байдал нь шийдэгдэж буй тодорхой асуудлаас хамааран тодорхойлогддог. Ийм утгыг хадгалахын тулд Surfer өөрийн GRD файлуудыг (хоёртын эсвэл текст формат) ашигладаг бөгөөд энэ нь математик загварчлалын багцын стандарт болж ирсэн.

Зарчмын хувьд сүлжээн дэх утгыг олж авах гурван боломжит сонголт байдаг; бүгдийг нь багцад хэрэгжүүлсэн:

1. хоёр хэмжээст функцүүдийн интерполяцийн алгоритмыг ашиглан бүс нутгийн дурын цэгүүдэд (тогтмол бус сүлжээний зангилаанууд дээр) заасан анхны өгөгдлийн дагуу;
2. хэрэглэгчийн тодорхой заасан функцийн утгыг тооцоолох; багц нь нэлээд өргөн хүрээний функцуудыг агуулдаг - тригонометр, Бессел, экспоненциал, статистик болон бусад (Зураг 1);
3. нэг ердийн сүлжээнээс нөгөөд шилжих, жишээлбэл, сүлжээний салангид байдлыг өөрчлөх үед (энд дүрмээр бол нэлээд энгийн интерполяци ба тэгшитгэх алгоритмуудыг ашигладаг, учир нь шилжилтийг нэг гөлгөр гадаргуугаас нөгөөд шилжүүлдэг гэж үздэг) .

Үүнээс гадна, мэдээжийн хэрэг та тоон загварчлалын үр дүнд хэрэглэгчийн олж авсан бэлэн дижитал гадаргуугийн загварыг ашиглаж болно (энэ нь Surfer багцыг дараах процессор болгон ашиглахад нэлээд түгээмэл сонголт юм).

Сүлжээний загварыг олж авах эхний хувилбар нь практик асуудлуудад ихэвчлэн олддог бөгөөд энэ нь багцын "бүрээний карт" нь жигд бус сүлжээнээс ердийн нэг рүү шилжих үед хоёр хэмжээст функцийг интерполяци хийх алгоритмууд юм.

Үнэн хэрэгтээ салангид цэгүүдийн утгуудаас гадаргуу руу шилжих журам нь өчүүхэн биш бөгөөд хоёрдмол утгатай байдаг; Өөр өөр даалгавар, өгөгдлийн төрлүүдийн хувьд өөр өөр алгоритм шаардлагатай (эсвэл "шаардлагатай" биш, харин "илүү тохиромжтой", дүрмээр бол аль нь ч 100% тохирохгүй). Ийнхүү хоёр хэмжээст функцийг интерполяци хийх хөтөлбөрийн үр нөлөөг (энэ нь нэг хэмжээст функцийн асуудалд бас хамаатай, гэхдээ хоёр хэмжээст функцүүдийн хувьд бүх зүйл илүү төвөгтэй, олон янз байдаг) дараах талуудаар тодорхойлогддог.

1. янз бүрийн интерполяцийн аргуудын багц;
2. судлаачийн эдгээр аргуудын янз бүрийн параметрүүдийг хянах чадвар;
3. баригдсан гадаргуугийн нарийвчлал, найдвартай байдлыг үнэлэх хэрэгслийн бэлэн байдал;
4. үндэслэн үр дүнг тодруулах боломж хувийн туршлагаэх сурвалж мэдээлэлд тусгагдаагүй олон төрлийн нэмэлт хүчин зүйлсийг харгалзан шинжээч.

Surfer 5.0 нь хэрэглэгчиддээ долоон интерполяцийн алгоритмыг санал болгодог: Kriging, Урвуу зай, Минимум муруйлт, Радиал суурь функцууд, Полиномын регресс, Шепардын арга нь урвуу зайны аргыг сплайнтай хослуулсан) болон Гурвалжингийн арга. Торны ердийн тооцоог одоо ямар ч хэмжээтэй X, Y, Z өгөгдлийн багц файлууд дээр хийж болох ба тор нь өөрөө 10,000 x 10,000 зангилаа хэмжээтэй байж болно.

Интерполяцийн аргын тоог нэмэгдүүлэх нь шийдвэрлэх асуудлын хүрээг ихээхэн өргөжүүлж чадна. Ялангуяа гурвалжингийн аргыг анхны өгөгдлийн яг тодорхой утгыг ашиглан гадаргууг барихад ашиглаж болно (жишээлбэл, геодезийн судалгааны өгөгдлийн дагуу дэлхийн гадаргуу), Полиномийн регрессийн алгоритмыг өгөгдлийн чиг хандлагыг шинжлэхэд ашиглаж болно. гадаргуу.

Үүний зэрэгцээ хэрэглэгчийн зүгээс интерполяцийн аргуудыг хянах өргөн боломжийг олгодог. Ялангуяа туршилтын өгөгдлийг боловсруулахад хамгийн алдартай геостатистикийн крикинг арга нь одоо ашиглах боломжийг багтаасан болно. янз бүрийн загваруудвариограммууд, дрифт бүхий алгоритмын хувилбарыг ашиглан, анизотропийг харгалзан үзэх. Гадаргуу болон түүний дүрсийг тооцоолохдоо та дурын тохиргооны нутаг дэвсгэрийн хил хязгаарыг тогтоож болно (Зураг 2).

Үүнээс гадна дотор нь суурилуулсан байдаг график засварлагчсүлжээний талбайн өгөгдлийн утгыг оруулах, залруулахад зориулагдсан бол хэрэглэгч өөрийн үйлдлийн үр дүнг тусгаарлах газрын зурагт өөрчлөлт оруулах хэлбэрээр шууд хардаг (Зураг 3). Дүрмээр бол яг математик загвараар тайлбарлах боломжгүй бүхэл бүтэн ангиллын асуудлын хувьд (ялангуяа байгалийн өгөгдлийн тайлбартай холбоотой) энэ функц нь ихэвчлэн шаардлагатай байдаг.

Өгөгдлийн оруулгыг [.DAT] (Алтан програм хангамжийн өгөгдөл), [.SLK] (Microsoft SYLK), [.BNA] (Atlas Boundary) эсвэл энгийн ASCII текст файлууд, мөн Excel [.XLS] хүснэгт болон Лотусаас гүйцэтгэдэг. [.WK1, .WKS]. Эх сурвалжийн мэдээллийг багцад суулгасан хүснэгтийг ашиглан оруулах эсвэл засах боломжтой бөгөөд хэрэглэгчийн тодорхойлсон тэгшитгэлийг ашиглан эрэмбэлэх, тоо хөрвүүлэх зэрэг нэмэлт өгөгдлийн үйлдлүүдийг хийх боломжтой.

Гадаргуутай туслах үйлдлүүд

Windows-д зориулсан Surfer байна том багцГадаргууг хувиргах нэмэлт хэрэгсэл, түүнтэй холбоотой янз бүрийн үйлдлүүд:

• хоёр гадаргуугийн хоорондох эзлэхүүнийг тооцоолох;
• нэг ердийн сүлжээнээс нөгөөд шилжих;
• матрицтай математик үйлдлүүдийг ашиглан гадаргуугийн хувиргалт;
• гадаргууг задлах (профайлын тооцоо);
• гадаргуугийн талбайн тооцоо;
• матриц эсвэл сплайн аргыг ашиглан гадаргууг тэгшлэх;
• файлын форматыг хөрвүүлэх;
• бусад хэд хэдэн функцууд.

Үүссэн гадаргуугаас анхны цэгийн утгуудын хазайлтыг статистикийн үнэлгээг ашиглан интерполяцийн чанарыг үнэлж болно. Нэмж дурдахад хэрэглэгчийн тодорхойлсон функциональ илэрхийллийг ашиглан статистик тооцоолол эсвэл математикийн хувиргалтыг дурын дэд өгөгдлийн хувьд хийж болно.

Гадаргуугийн зургийг дүрслэх

Гадаргууг графикаар хоёр хэлбэрээр дүрсэлж болно: контурын зураг эсвэл гадаргуугийн гурван хэмжээст дүрс. Үүний зэрэгцээ Surfer-ийн ажил нь тэдгээрийн барилгын дараах зарчмууд дээр суурилдаг.

1. хэд хэдэн тунгалаг, тунгалаг график давхаргыг давхарлаж зураг авах;
2. бэлэн зургуудыг импортлох, түүний дотор бусад програмаас олж авсан зургууд;
3. тусгай зургийн хэрэгсэл ашиглах, мөн текст мэдээлэл, томъёог ашиглан шинэ зураг үүсгэх, хуучин зургийг засах.

Олон цонхны интерфейсийг ашиглах нь танд хамгийн тохиромжтой үйлдлийн горимыг сонгох боломжийг олгоно. Ялангуяа та нэгэн зэрэг тоон өгөгдлийг хүснэгт, энэ өгөгдөлд суурилсан газрын зураг, мөн суурь мэдээлэлтекст файлаас (Зураг 4).

Surfer 5.0 нь дараах газрын зургийн төрлийг үндсэн харааны элемент болгон ашигладаг:

1. Контурын зураг. Тусгаарласан шугам, тэнхлэг, хүрээ, тэмдэглэгээ, домог гэх мэт дэлгэцийн горимыг хянах уламжлалт арга хэрэгслээс гадна тус тусдаа бүсийг өнгөт эсвэл янз бүрийн хэв маягаар дүүргэх замаар газрын зураг үүсгэх чадварыг хэрэгжүүлсэн (Зураг 5). Нэмж дурдахад, хавтгай газрын зургийн зургийг эргүүлж, хазайлгах боломжтой бөгөөд X ба Y тэнхлэгийн дагуу бие даасан масштабыг ашиглаж болно.
2. Гадаргуугийн гурван хэмжээст зураг (3D гадаргуугийн зураг). Эдгээр газрын зураг нь янз бүрийн проекц ашигладаг бөгөөд энгийн график интерфэйсийг ашиглан зургийг эргүүлж, хазайлгах боломжтой. Та мөн тэдгээр дээр зүссэн шугам, тусгаарлах зураасыг зурж (Зураг 6), X, Y, Z тэнхлэгийн дагуу бие даасан масштабыг тохируулж, гадаргуугийн бие даасан тор элементүүдийг өнгө эсвэл хэв маягаар дүүргэж болно.
3. Анхны өгөгдлийн газрын зураг (Post Map). Эдгээр газрын зураг нь цэгийн өгөгдлийг тусгай тэмдэг, текстийн шошго хэлбэрээр харуулахад ашиглагддаг. Энэ тохиолдолд тоон утгыг цэг дээр харуулахын тулд та тэмдгийн хэмжээг (шугаман эсвэл квадрат хамаарал) хянах эсвэл өгөгдлийн мужид тохируулан өөр өөр тэмдэг ашиглаж болно (Зураг 7). Нэг газрын зураг бүтээх ажлыг хэд хэдэн файл ашиглан хийж болно.
4. Үндсэн газрын зураг. Энэ нь AutoCAD [.DXF], DOS Surfer [.BLN, .PLT], Atlas Boundary [.BNA], Golden Software MapViewer [.GSB], Windows Metafile зэрэг янз бүрийн график форматтай файлуудыг импортлох замаар олж авсан бараг ямар ч хавтгай дүрс байж болно. .WMF], USGS Digital Line Graph [.LGO], Bitmap Graphics [.TIF], [.BMP], [.PCX], [.GIF], [.JPG], [.DCX], [.TGA] болон бусад зарим. Эдгээр газрын зургийг зүгээр л зураг харуулахаас гадна жишээлбэл, зарим хэсгийг хоосон байдлаар харуулахад ашиглаж болно. Нэмж дурдахад, хэрэв хүсвэл эдгээр газрын зургийг гадаргуугийн тооцоолол, хувиргах, задлах гэх мэт хил хязгаарыг олж авахад ашиглаж болно.

Эдгээр үндсэн төрлийн газрын зураг, тэдгээрийг нэг хуудсан дээр байрлуулах янз бүрийн хувилбаруудыг ашигласнаар та нарийн төвөгтэй объект, процессыг дүрслэх олон янзын сонголтыг авах боломжтой. Ялангуяа хэд хэдэн параметрийн тархалтын хосолсон зураг бүхий нарийн төвөгтэй газрын зургийн янз бүрийн хувилбаруудыг олж авахад маш хялбар байдаг (Зураг 8). Surfer-ийн зургийн хэрэгслийг ашиглан бүх төрлийн газрын зургийг хэрэглэгч өөрөө засах боломжтой.

Гурван хэмжээст "тавиур" хэлбэрээр хэд хэдэн газрын зургийг үзүүлэх нь дүн шинжилгээ хийхэд маш үр дүнтэй бөгөөд тохиромжтой. Түүнчлэн, энэ нь ижил өгөгдлийн багцын өөр дүрслэл байж болно (жишээлбэл, гурван хэмжээст зураг дээр өнгөт тусгаарлагдсан газрын зураг: Зураг 9), эсвэл өөр өөр багцуудын цуврал, жишээлбэл, нэг параметрийн талбайн тархалт байж болно. өөр өөр цаг үед эсвэл хэд хэдэн өөр параметрүүд (Зураг 10).

Эдгээр бүх дүрсийг дүрслэх чадварууд нь янз бүрийн интерполяцийн аргууд эсвэл тэдгээрийн бие даасан параметрүүдийн үр дүнд үүссэн гадаргуугийн харагдах байдалд үзүүлэх нөлөөг харьцуулсан дүн шинжилгээ хийхэд маш их хэрэгтэй байж болно (Зураг 11).

Орос үсгийн фонтыг ашиглах асуудлыг тусад нь авч үзэх хэрэгтэй. Үнэн хэрэгтээ багцад дагалддаг SYM фонтууд нь мэдээж орос хэллэгдээгүй тул та Windows TrueType фонтуудыг ашиглах ёстой. Гэхдээ тэдгээр нь зарим зургийн гаралтын горимд тохиромжгүй; жишээлбэл, текстийг өнцгөөр харуулах үед тэмдэгтүүд заримдаа танигдахын аргагүй гаждаг. Энэ тохиолдолд нэг мөр дизайнтай SYM вектор фонтуудыг ашиглах нь илүү дээр юм (тэдгээр нь үргэлж тод харагддаг), зөвхөн латин фонтуудыг бэлэн хэлбэрээр авах боломжтой. Гэсэн хэдий ч энэ асуудлыг шийдэх маш энгийн шийдэл байдаг.

Surfer-ийн DOS хувилбар байсан тусгай хэрэгсэл ALTERSYM-ийг ашиглан өөрийн SYM фонтын багц үүсгэх боломжтой (харамсалтай нь Windows хувилбарт алга болсон тул та DOS хувилбарыг ашиглаж болно). Гэхдээ энэ нь зөвхөн үндсэн тэмдэгтийн багцыг үүсгэх, засах боломжийг олгодог (ASCII код 32-127). Бид нэг удаа DOS хувилбарын хувьд энэ асуудлыг дараах байдлаар шийдсэн: бид ALTERSYM програмаар үүсгэсэн хоосон файлуудаас иж бүрэн тэмдэгтүүдийг (1-255) үүсгэдэг хэрэгсэл бичсэн бөгөөд VIEW болон PLOT гаралтын модулиуд нь төгс ажилладаг. Энэ арга нь Surfer-ийн Windows хувилбарт тохиромжтой.

Үүссэн график дүрсийг Windows дэмждэг ямар ч хэвлэх төхөөрөмжид гаргах эсвэл AutoCAD [.DXF], Windows Metafile [.WMF], Windows Clipboard [.CLP], мөн HP Graphics Language [ зэрэг файлын формат руу гаргах боломжтой. .HPGL] болон Encapsulated PostScript [.EPS]. Windows Clipboard-ээр дамжуулан бусад Windows програмуудтай өгөгдөл болон графикийг хоёр талын солилцоо хийх боломжтой. Нэмж дурдахад Surfer-д бэлтгэсэн график зургуудыг MapViewer багц руу экспортлох, нутаг дэвсгэрийн газрын зургийг давхарлаж, тодорхой нутаг дэвсгэрт энэ параметрийн тархалтын газрын зургийг авах боломжтой (Зураг 12 ба ).

Макро багцын хяналт

Surfer 5.0-д 1994 онд бүтээгдсэн бөгөөд бараг нэгэн зэрэг бүтээгдсэн оффисын багцууд Microsoft Office 4.0-д OLE 2.0 автоматжуулалтын механизмыг (одоо ActiveX гэж нэрлэдэг) дэмжлэг дээр үндэслэн объектын бүрэлдэхүүн хэсгийн загварыг хэрэгжүүлсэн. Энэ нь Surfer-ийг нарийн төвөгтэй өгөгдөл боловсруулах, загварчлах системд ActiveX сервер болгон нэгтгэх боломжийг олгодог.

Энэ механизмыг дэмждэг аль ч хэл дээр (жишээлбэл, Visual Basic, C++, эсвэл Visual BasicПрограмын хувьд), та Surfer-д зориулсан хяналтын макро файл бичиж болно. Ялангуяа макро файлуудын багцыг ашигласнаар та байнга давтагддаг зарим ажлыг автоматаар гүйцэтгэх боломжтой. Эсвэл өгөгдлийг автоматаар боловсруулах, дүрслэн харуулах аливаа програмын тооцооллын програмыг гүйцэтгэх явцад ийм файл үүсгэж болно.

Жишээлбэл, VB хэл дээр бичигдсэн дараах функц нь контурын зураг үүсгэж, түүний зургийг "Sheet1" нэртэй хүснэгтэд оруулна.

• MakeMap функц ();
• Surf хувьсагчийг объект гэж тодорхойлох Dim Surf Object;
• Surf хувьсагч болон Surfer програмын хоорондох зураглалыг тохируулах Set Surf = CreatObject("Surfer.App") GrdFile$ = "c:\winsurf\demogrid.grd";
• GRD файлын нэрийг оруулах;
• Surfer багцаар макро командуудыг гүйцэтгэх Surf.MapCountour(GrdFile$);
• тусгаарлах газрын зураг бүтээх Surf.Select;
• Surf.EditCopy зургийг сонгох;
• сонгосон зургийг санах ойд хуулах;
• Энэ нь аль хэдийн Excel-ийн тушаал юм - санах ойноос зургийг Sheet1 Worksheets("Sheet1") хүснэгтийн одоогийн байрлалд буулгана.Picture.Paste End Function.

Энэ процедурын утга нь маш тодорхой юм. Нэгдүгээрт, Surf хувьсагчийг объект гэж тодорхойлж, Surfer багцад (Surfer.App) оноодог. Дараа нь VBA-ийн аль хэдийн Surfer функцүүдийн дуудлага гэж тайлбарладаг командууд (тэдгээрийн нэр нь хэрэглэгчийн харилцах горимд сонгосон командуудтай тохирч), ActiveX механизмаар гүйцэтгэгддэг.

Нэмж дурдахад Surfer багц нь өөрийн гэсэн макро хэлтэй бөгөөд энэ нь үнэндээ VBA-ийн нэг төрөл бөгөөд SG Scripter тусгай программд (файл GSMAC.EXE) хяналтын асуулга бичихэд ашиглагддаг. Жишээлбэл, ийм энгийн програмыг ашигласнаар та бүх долоон интерполяцийн аргыг ашиглан нэг эх сурвалжийн өгөгдлийн контурын зургийг автоматаар бүтээдэг макро хийж болно.

• Surfer объект үүсгэх Set Surf = CreateObject("Surfer.App");
• интерполяцийн арга бүрийг ашиглан газрын зураг бүтээх;
• эх өгөгдлийн файлын хувьд DEMOGRID.DAT Аргын хувьд = 0-ээс 6 хүртэл;
• нээлттэй шинэ баримт бичиг Surf.FileNew ();
• GRD файлыг одоогийн интерполяцийн аргаар тооцоолох Хэрэв Surf.GridData("DEMOGRID.DAT", GridMethod= Method,_ OutGrid="SAMPLE") = 0 Дараа нь Төгсгөл;
• тусгаарлах газрын зураг байгуулах Хэрэв Surf.MapContour (“SAMPLE”) = 0 Дараа нь төгсгөл.

Оруулна уу автомат горим GS Scripter дээр бичигдсэн программ хэлбэрээр үзүүлсэн ижил төстэй ажлуудыг тушаалын мөрөөс гүйцэтгэж болно.

C:\winsurf\gsmac.exe /x task.bas,

эсвэл SHELL командыг ашиглан аливаа програмаас:

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

(/x шилжүүлэгч нь хэрэгцээг илэрхийлдэг автомат гүйцэтгэлпрограмын даалгавар.bas).

GS Scripter нь ActiveX-ийг дэмждэг бусад програмуудыг удирдахад ашиглагдаж болно (жишээлбэл, MS Office-тэй ажиллахад).

Surfer 6.0-ийн шинэ зүйл юу вэ

Өмнө дурьдсанчлан Surfer 6.0 нь 16 ба 32 битийн хувилбаруудтай. Гэсэн хэдий ч үүнээс гадна хэд хэдэн ашигтай функциональ өргөтгөлүүд гарч ирэв. Юуны өмнө хавтгай дүрсийг бүтээхдээ "Image Map" болон "Shaded Relief Map" гэсэн хоёр төрлийн дэвсгэр зургийг ашиглах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Image Map-д суурилуулсан зургийн хэрэгслүүд нь өнгөт газрын зургийг маш энгийн бөгөөд хурдан хийдэг. Энэ тохиолдолд та зургийг олон өнгийн дүүргэлт, түүний дотор хэрэглэгчийн бүтээсэн өнгөний хослолыг ашиглаж болно.

Гэхдээ хамгийн гайхалтай нь Shaded Relief Map-ийн чадавхи бөгөөд энэ нь Surfer орчинд шууд өндөр чанартай гэрэл зураг авах боломжийг олгодог (Зураг 14) бөгөөд үүнийг контурын зурагтай хамтарсан болон бие даан ашиглахад ашиглаж болно. . Энэ нь хэрэглэгчдэд гэрлийн эх үүсвэрийн байршил, харьцангуй налалтын градиент, сүүдэрлэх төрөл, өнгө зэрэг хамгийн тод дүрсийг бүтээхэд шаардлагатай бүх параметрүүдийг хянах боломжийг олгодог. Багцын хэрэглэгч нь өгөгдлийг дүрслэн харуулах, янз бүрийн зургийг нэг дэлгэцэн дээр байрлуулах илүү боломжуудтай байдаг (Зураг 15).

Дижитал гадаргууг боловсруулахад туслах үйлдлүүдийн багц өргөжсөн. Сүлжээний тооцооллын шинэ функцуудыг ашигласнаар та гадаргуугийн тодорхой цэг дэх үзэгдэх өнцгийн налуу, муруйлт, давхрагын шугамыг тодорхойлохоос гадна Фурье функц болон спектрийн шинжилгээний эхний болон хоёр дахь деривативуудыг тооцоолох боломжтой. Нэмэлт Grid Utilities хэрэгслүүд нь GRD файл дахь өгөгдлийг хувиргах, шилжүүлэх, масштаблах, эргүүлэх, толин тусгал хийх боломжийг олгодог (ердийн сүлжээний зангилаанд утгыг хадгалах формат). Үүний дараа та багана, баганын тоогоор эсвэл зүгээр л дурын сүлжээний зангилаагаар тогтоосон өгөгдлийн дэд багцыг сонгох боломжтой.

Гадаргууг бий болгох математикийн аппаратын үүднээс авч үзвэл өөр нэг интерполяцийн алгоритм - Ойролцоох хөрш, түүнчлэн 500 гаруй хослолыг бий болгох боломжийг олгодог гурван түвшний вариограмм үүрлэх нь маш чухал юм.

Өмнө нь үүсгэсэн зургууд дээр тулгуурласан янз бүрийн төрөлгазрын зураг (Contour Map, Shaded Relief Map, Post Map, Image Map) шинэ GRD файлыг одоо байгаа газрын зураг дээр орлуулах замаар загвар болгон ашиглаж болно. Нэмж дурдахад, одоо эхлээд янз бүрийн газрын зургийн хэд хэдэн давхаргыг нэг зураг болгон нэгтгэсний дараа тэдгээрийг анхны элементүүдэд нь салгаж, шинэ өгөгдөл дээр үндэслэн дахин хийж болно.

Цэвэр үйлчилгээний функцүүдийн дотроос бид хилийн шугам, дурын цэгүүдийг дижитал хэлбэрт оруулах өгөгдлийг дэлгэцээс шууд ASCII файл руу оруулах, мөн янз бүрийн төрлийн Post Map цэгүүдэд автоматаар домог үүсгэх чадварыг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Та одоо Дижитал өндрийн загвар (DEM) файлуудыг Интернэтээс (эсвэл бусад мэдээллийн эх сурвалжаас) дижитал гадаргуугийн загвар болгон шууд импортлох боломжтой. Эцэст нь, мэдээллийн экспортын шинэ формат нь газрын зургийн зургийг бараг бүх растер форматаар (PCX, GIF, TIF, BMP, TGA, JPG болон бусад олон) хадгалах боломжийг олгодог.

Үргэлжлэл бий

ComputerPress 2"1999

Геологи, геофизикийн мэдээллийг боловсруулахад ашигладаг програм хангамжийн хэрэгсэл, технологи: стандарт MSOffice программууд;
статистик мэдээлэл боловсруулах программууд
(Statistica, Coscade);
Компьютерийн график програмууд:
стандарт програмууд (CorelDraw, Photoshop...);
инженерийн график програмууд (Surfer, Grapher, Voxler,
Стратер);
компьютерийн тусламжтай дизайны систем
(AutoCAD гэх мэт);
тусгай боловсруулалтын систем болон
геологи, геофизикийн мэдээллийн тайлбар;
цогц дүн шинжилгээ, тайлбарын систем
геологи, геофизикийн өгөгдөл;
газарзүйн мэдээллийн систем.

Сахилгын төлөвлөгөө
Хичээлийн агуулга:
Оноо
1. Програм хангамжийн багц дахь зураглалын үндэс
Surfer (Алтан програм хангамж).
40 (16)
2. Хөтөлбөрт талбаруудын гурван хэмжээст загварыг бий болгох
Voxler (Алтан програм хангамж).
20 (8)
3. Autocad (Autodesk) программын дизайны үндэс
40 (17)
4. Геомэдээлэл дэх геологийн асуудлыг шийдвэрлэх
ArcGIS систем (ESRI)
30 (12)
5. Ордын 3D загварыг гаргаж, нөөцийн тооцоо
Микромин (микромин) систем.
30 (12)
эцсийн шалгалт
40 (17)

СЭДЭВ No1.

Газрын зургийн үндэс
Surfer програм хангамжийн багц

Surfer програм (Алтан програм хангамж, АНУ)

Багцын гол зорилго нь бүтээх явдал юм
z = f(x, y) гадаргуугийн зураг.
3D проекц

Програмын интерфейс

Самбарууд
хэрэгсэл
Цэс
хөтөлбөрүүд
Plot цонх
Ажлын хуудасны цонх
Менежер
объектууд

Системийн бүтэц

Хөтөлбөрт үндсэн 3 зүйл багтана
функциональ блокууд:
1. барилга
дижитал загвар
гадаргуу;
2. дижитал бүхий туслах үйлдлүүд
гадаргуугийн загвар;
3. гадаргуугийн дүрслэл.

Дижитал гадаргуугийн загварыг бүтээх
Z(x, y) гадаргуугийн дижитал загварыг дүрсэлсэн
тэгш өнцөгт ердийн торны зангилаа дахь утгын хэлбэрээр, салангид байдал
шийдэгдэж буй тодорхой асуудлаас хамааран тодорхойлогддог.
y
x ≠ y
x
y
z1
z5
z9
z13
z17 зангилаа
z2
z6
z10
z14
z18
z3
z7
z11
z15
z19
z4
z8
z12
z16
z20
x

[.GRD] төрлийн файлууд (хоёртын файл эсвэл
текст формат).
X ба Y тэнхлэгийн дагуух эсийн тоо
X, Y, Z-ийн хамгийн бага ба хамгийн их утгууд
y мөр
(Y=const)
мөр x
(X=const)
Surfer програм нь бэлэн дижитал загваруудыг ашиглах боломжийг олгодог
USGS [.DEM], GTopo30 [.HDR] бусад системийн форматтай гадаргуу,
SDTS [.DDF], Дижитал газрын өндрийн загвар (DTED) [.DT*] .

Багц нь 3 сонголттой
сүлжээний цэгүүд дээр утгыг авах:
бүс нутгийн дурын цэгүүдэд заасан анхны өгөгдлийн дагуу (д
жигд бус сүлжээний зангилаа), алгоритм ашиглан
хоёр хэмжээст функцүүдийн интерполяци;
хэрэглэгчийн тодорхой заасан функцийн утгыг тооцоолох;
нэг ердийн сүлжээнээс нөгөөд шилжих.

Тогтмол бус өгөгдлийн багцаас сүлжээ үүсгэх
Анхны өгөгдөл:
Хүснэгтийг форматлах [.BLN], [.BNA], [.CSV], [.DAT], [.DBF], [.MDB], [.SLK],
[.TXT], [.WKx], [.WRx], [.XLS], [.XLSX]
XYZ өгөгдөл

Сонголт
өгөгдөл
Grid>Data цэсний зүйл
Арга сонгох
интерполяци
Торон геометрийг тодорхойлох

Сүлжээний нүдний хэмжээг сонгох
Сүлжээний нягтралыг сонгохдоо тохируулсан байх ёстой
эх сурвалж өгөгдөл эсвэл шаардлагатай газрын зургийн масштаб.
Газрын зураг зурах ёстой масштаб нь мэдэгдэж байгаа бол алхам
сүлжээний шугам хоорондын нэгжийн тоотой тэнцүү байх ёстой
1 мм хэмжээтэй зурагт тохирох картууд.
Жишээлбэл, 1:50,000 масштабтай бол энэ нь 50 м байна.
Хэрэв шаардлагатай масштабыг урьдчилан мэдэхгүй бол мөр хоорондын алхам
сүлжээг дундаж зайны хагаст тохируулж болно
өгөгдлийн цэгүүдийн хооронд.

Нунтаглах аргууд

Урвуу зай
Кингинг
Хамгийн бага муруйлт
Олон гишүүнт регресс
Шугаман интерполяци бүхий гурвалжин
шугаман интерполяци),
Хамгийн ойрын хөрш
Шепардын арга (Шепардын арга),
Радиал суурийн функцууд
Хөдөлгөөнт дундаж гэх мэт.

ИНТЕРПОЛЯЦ:
Шугаман аргаар гурвалжин
Интерполяци
Шугаман интерполяцийн аргаар гурвалжин
Шугаман интерполяци) нь оролтын цэгүүд дээр Delaunay гурвалжинд суурилсан ба
хавтгай гадаргуу доторх гадаргуугийн өндөрлөгүүдийн шугаман интерполяци.
z
үл мэдэгдэх зүйл рүү чиглүүл
утгууд (зангилаа)
x
y
Делоны гурвалжин
мэдэгдэж байгаа оноо
үнэт зүйлс

ИНТЕРПОЛЯЦ: Хүчтэй урвуу зай (IDW) арга
Хүч чадлын урвуу зайн арга
лавлагаа цэгүүдийн утгыг дундажлах замаар эсийн утгыг тооцоолох;
үүр бүрийн ойролцоо байрладаг. Цэг нь эсийн төвд ойртох тусам
Хэний үнэ цэнийг тооцоолох тусам түүний нөлөөлөл, жин их байдаг
дундажлах үйл явц
7,5
11,8
,
100 м
Хаана
150 м
60 м
3,0
i - хэмжсэн утгын жин;
k – илтгэгч
?
70 м
21,6
мэдэгдэж байгаа оноо
үнэт зүйлс
?
үл мэдэгдэх цэгүүд
үнэт зүйлс
Радиус
интерполяци

ИНТЕРПОЛЯЦ: Хамгийн бага муруйлтын арга
Хамгийн бага муруйлт арга нь утгуудыг тооцоолно
нийлбэрийг багасгах математик функцийг ашиглан
гадаргуугийн муруйлт ба дамжин өнгөрөх гөлгөр гадаргууг бий болгодог
лавлах цэгүүд

Интерполяци: Полином регрессийн арга
Полином регрессийн арга нь дээр суурилдаг
гадаргууг тодорхой дарааллын олон гишүүнтээр ойртуулах:
z(x)=a0+a1x1+a2x2+…..+anxn - n-р эрэмбийн олон гишүүнт
Хамгийн бага квадратын арга нь нийлбэрийг багасгадаг
- z параметрийн тооцоолсон (тооцоолсон) утга
- z параметрийн ажиглагдсан утга

эхний захиалга
Гадаргууг олон гишүүнтээр ойртуулах
хоёр дахь захиалга

Интерполяци: Кригингийн арга
Кригингийн арга нь статистик загварууд дээр суурилдаг
орон зайн автокорреляцийг харгалзан үзэх (статистик харилцаа
лавлах цэгүүдийн хооронд)
Санамсаргүй боловч орон зайн хамааралтай хэлбэлзэл
өндөр
Санамсаргүй дуу чимээ
(чулуу)
Дрифт (ерөнхий чиг хандлага)
өндрийн өөрчлөлт)
Кригингийн элементүүдийн дүрслэл. Дрифт (ерөнхий хандлага), санамсаргүй, гэхдээ
орон зайн хамааралтай өндрийн хэлбэлзэл (ерөнхий байдлаас бага зэргийн хазайлт
чиг хандлага), санамсаргүй дуу чимээ.

Вариограмм
Хагас тархалт (з зай) = 0.5 * дундаж[ (i цэгийн утга - j цэгийн утга)2]
h зайгаар тусгаарлагдсан бүх хос цэгийн хувьд
Хагас тархалт
h
h
Зай (хоцрогдол)
Хагас тархалт
Хос цэг үүсгэх:
улаан цэг нь хүн бүртэй хослуулдаг
бусад хэмжилтийн цэгүүд
Үлдэгдэл
тархалт
(цөм)
Хязгаар
радиус
хамаарал
(хүрээ)
Зай (хоцрогдол)

Хагас вариограмм загварчлал
Хагас тархалт
Хагас тархалт
Зай (хоцрогдол)
Бөмбөрцөг загвар
Зай (хоцрогдол)
Хагас тархалт
Экспоненциал загвар
Зай (хоцрогдол)
Шугаман загвар

Сүлжээний зангилаа дахь утгыг тооцоолох
7,5
11,8
мэдэгдэж байгаа оноо
үнэт зүйлс
100 м
150 м
60 м
3,0
?
үл мэдэгдэх цэгүүд
үнэт зүйлс
?
70 м
21,6
i - хэмжсэн утгын жин,
тооцоолсон
дээр
суурь
загварууд
вариограммууд
Тэгээд
орон зайн
эргэн тойронд хэмжилтийн цэгүүдийн хуваарилалт
цэгийг үнэлж байна
Радиус
интерполяци

Интерполяцийн аргуудын харьцуулалт
Буцах
жинтэй
зай
-тэй гурвалжин
шугаман
интерполяци
Хамгийн бага
муруйлт
Кингинг

Нэмэлт сонголтууд
IV
R2
1. Зангилаа дахь утгыг тооцоолох эх өгөгдлийн талбарыг тодорхойлох
тор файл
I
R1
III
II

2. “Завсарлага” болон алдааны бүртгэл
Алдаа
Faults даалгаврыг ашиглан байрлалыг дуурайлган хийдэг
алдаа / урвуу гэмтлийн төрлийн алдаа.
Файлын бүтэц [.BLN]
Онооны хэмжээ
объектын хуваарилалт
Код
(0- гадна сүлжээг дахин тохируулна
контур,
1- сүлжээг дахин тохируулах
тойм дотор)
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
Xn
Yn
Номлолын алдаа
Нягтлан бодох бүртгэлийн алдаа нь интерполяцийн аргуудыг дэмждэг: a хүртэлх урвуу зай
Эрчим хүч, хамгийн бага муруйлт, хамгийн ойрын хөрш, мэдээллийн хэмжүүр.

Хагарлын шугамууд
Файлын бүтэц [.BLN]
Тоо хэмжээ
оноо
даалгавар
обьект
Код
(0-сүлжээг дахин тохируулах
контурын гадна
1- сүлжээг дахин тохируулах
дотор
контур)
X1
Y1
Z1
X2
Y2
Z2
X3
Y3
Z3
Xn
Yn
Zn
Даалгаврын завсарлага
Эвдрэлийн нягтлан бодох бүртгэл нь интерполяцийн аргуудыг дэмждэг:
Хүч хүртэлх урвуу зай, кригинг, хамгийн бага муруйлт,
Хамгийн ойрын хөрш, радиаль суурь функц, хөдөлж буй дундаж, орон нутгийн
Олон гишүүнт

Тасралтгүй байдлын нягтлан бодох бүртгэл

Нягтлан бодох бүртгэл
Хагарлын шугамууд
Контурын зураглалгүйгээр
алдаатай нягтлан бодох бүртгэл
Нягтлан бодох бүртгэл
Алдаа

Гадаргуугийн зургийг дүрслэх

Контурын зураг
Үндсэн газрын зураг
Цэг өгөгдлийн газрын зураг
Растер
Сүүдэрлэсэн тусламж
Вектор газрын зураг
3D сүлжээ
3D гадаргуу
Барилгын үр дүнг вектор хэлбэрээр хадгална
[.srf] файл дахь график.

Тойм газрын зураг
Контур газрын зураг

3D
Зураг
гадаргуу
3D гадаргуугийн газрын зураг

3D торон
3D утастай газрын зураг

Вектор картууд
Вектор газрын зураг

Растер
Зургийн газрын зураг

Газрын зураг
сүүдэртэй рельеф
Сүүдэрт тусламжийн газрын зураг

Үндсэн картууд
Үндсэн газрын зураг
Импортолсон форматууд:
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

Усны сав газрын зураг
Усны сав газрын зураг
сэтгэлийн хямрал
ус урсдаг
усан бассейнууд
Газрын зураг нь ус зайлуулах системийг тусгасан байдаг

Салангид объектуудыг загварчлах

XYZ өгөгдөл
(BLN, BNA, CSV, DAT, DBF, MDB, SLK, TXT, WKx, WRx, XLS, XLSX)

Газрын зураг нийтлэх

Ангилагдсан цэгийн өгөгдлийн газрын зураг
Ангилагдсан шуудангийн газрын зураг

Boundary Files [.bln]
Онооны хэмжээ
объектын хуваарилалт
Код
(0-контурын гаднах сүлжээг тэглэх,
1- хэлхээний доторх сүлжээг тэглэх)
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
Олон өнцөгт (хаалттай)
X5, Y5
X3 ,Y3
X4, Y4
X2, Y2
Xn
X6, Y6
Yn
X10, Y10
X1 ,Y1
Шугам
X6, Y6
X7, Y7
X4, Y4
X2,Y2
X5, Y5
X3 ,Y3
X1 ,Y1
X7, Y7
X8, Y8
X9, Y9
X1=X10
Y1=Y10

Интерполяцийн алдааны тооцоо,
График сүлжээ засварлах.

Гараар сүлжээ засах (Сүлжээний зангилааны засварлагч)

Өгөгдлийн утгыг оруулах, засах график засварлагч
торон талбай

Интерполяцийн нарийвчлалын тооцоо (Үлдэгдэл)

Торон цэсийн зүйл

Торон дээрх математик үйлдлүүд (Математик)
Оролтын сүлжээ 1
хэрэгжүүлэх боломжийг танд олгоно
тооцоолол нэг буюу
хоёр сүлжээ
Оролтын сүлжээ 2
Гаралтын сүлжээ
Тооцооллын томъёо
-
Дээвэр
=
Ганцаараа
Хүч

Гадаргуугийн шинжилгээ (тооцоол)
Арга зүй
Шинжилгээ хийх боломжийг олгодог
гадаргуугийн хэлбэрүүд
Оролтын сүлжээ
Гаралтын сүлжээ
Өнцөг
хазайлт
Газар нутаг
Налуу
Баримтлал
налуу
Газар нутгийн тал

Шүүлтүүр
Оролтын сүлжээ
Гаралтын сүлжээ
Хэмжээ
оператор
Арга зүй
Онцлох боломжийг танд олгоно
өөр өөр давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
гадаргуугийн загварууд
Оператор
Бага давтамжтай
шүүлтүүр
41 41

Хоосон
[.bln] файлаар тодорхойлсон газрын зургийн хэсгүүдийг дахин тохируулах боломжийг танд олгоно
Оролтын сүлжээ
+ Файл [.bln] = Гаралтын сүлжээ
Хоосон
Хоосон
Олон өнцөгтийн хил хязгаар

Хэсэг барих (Зүсмэл)
Энэ нь гадаргууг шугам, байрлалын дагуу зүсэх боломжийг танд олгоно
[.bln] файлаар тодорхойлогддог.
Оролтын сүлжээ
+ Файл [.bln] = Гаралтын файл [.dat]
X
Ю
З
Зай
профайлаар
Профайлын шугам
64
Профайл хэсэг
З
56
48
40
0
20000
40000
Профайлын зай
60000
80000

Боловсрол, шинжлэх ухааны яам Оросын Холбооны Улс

СУРГАЛТЫН АЖИЛ

SRTM радарын байр зүйн судалгааны мэдээлэлд үндэслэн дижитал өндрийн загвар бүтээх

Саратов 2011 он

Оршил

Дижитал өндрийн загваруудын тухай ойлголт (DEM)

1 DEM байгуулагдсан түүх

DEM-ийн 2 төрөл

3 ДЭМ-ийг бий болгох арга, арга

4 Үндэсний болон дэлхийн DEM

Судалгааны радарын байр зүйн өгөгдөл (SRTM)

1 Хувилбар ба өгөгдлийн нэршил

2 SRTM мэдээллийн үнэн зөвийг үнэлэх

3 Хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд SRTM өгөгдлийг ашиглах

Гео зураг бүтээхэд SRTM ашиглах (Саратов, Энгель мужуудын жишээг ашиглан)

1 Гео зургийн тухай ойлголт

2 Саратов, Энгель мужуудын нутаг дэвсгэрт дижитал рельефийн загварыг барих

Дүгнэлт

Оршил

Дижитал загваруудрельеф (DEM) нь газарзүйн мэдээллийн системийн загварчлалын чухал функцүүдийн нэг бөгөөд үүнд хоёр бүлэг үйл ажиллагаа багтдаг бөгөөд эхнийх нь тусламжийн загварыг бий болгох асуудлыг шийдвэрлэхэд, хоёр дахь нь түүний хэрэглээ юм.

Энэ төрөлБүтээгдэхүүн нь судалгаа хийх үеийн бодит газар нутгийн бүрэн гурван хэмжээст дүрслэл бөгөөд энэ нь янз бүрийн хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог, жишээлбэл: рельефийн аливаа геометрийн параметрүүдийг тодорхойлох, хөндлөн огтлолын профиль байгуулах; зураг төсөл, судалгааны ажил гүйцэтгэх; газар нутгийн динамикийг хянах; архитектур, хот төлөвлөлтийн хэрэгцээнд зориулж рельефийг харгалзан геометрийн шинж чанарыг (талбай, урт, периметр) тооцоолох; инженерийн судалгаа, зураг зүй, навигаци; налуугийн эгц байдлын тооцоо, геологи, гидрологийн үйл явцыг хянах, урьдчилан таамаглах; архитектур, хот төлөвлөлтийн гэрэлтүүлэг, салхины нөхцлийн тооцоо, инженерийн судалгаа, байгаль орчны хяналт; харилцаа холбоо, үүрэн холбооны компаниуд, архитектур, хот төлөвлөлтийн үзэгдэх орчныг бий болгох. Нэмж дурдахад DEM нь нутаг дэвсгэрийг гурван хэмжээст дүрс хэлбэрээр дүрслэн харуулахад өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд ингэснээр виртуал газар нутгийн загвар (VTM) бүтээх боломжийг олгодог.

Курсын ажлын сэдвийн хамаарал нь янз бүрийн асуудлыг шийдвэрлэхэд газарзүйн мэдээллийн технологийн үүрэг өсөн нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан тусламжийн мэдээллийг дижитал хэлбэрээр ашиглах газарзүйн судалгаа хийх хэрэгцээ, бий болгох аргын чанар, үр ашгийг дээшлүүлэх хэрэгцээ шаардлагаас үүдэлтэй юм. дижитал өндрийн загвар (DEM) ашиглах, бүтээсэн загваруудын найдвартай байдлыг хангах.

Газарзүйн зураглалыг бий болгох анхны мэдээллийн уламжлалт эх сурвалж нь байр зүйн зураг, зайнаас тандан судлах өгөгдөл (RSD), хиймэл дагуулын байршлын системийн өгөгдөл, геодезийн ажил; маркшейдер болон цуурай дуудлагын өгөгдөл, фототеодолит ба радарын судалгааны материал.

Одоогийн байдлаар зарим өндөр хөгжилтэй орнууд, тухайлбал, АНУ, Канад, Дани, Израиль болон бусад орнуудад үндэсний DEM-ийг бий болгосон. Одоогийн байдлаар ОХУ-ын нутаг дэвсгэрт ижил төстэй чанартай мэдээлэл байхгүй байна.

Өндрийн өгөгдлийн өөр эх сурвалж бол 90 м-ийн загварын нарийвчлалтайгаар дэлхийн ихэнх хэсэгт ашиглах боломжтой SRTM (Shuttle radar topographic mission) өгөгдөл юм.

Энэхүү ажлын зорилго нь өндрийн мэдээллийн өөр эх сурвалж - Дэлхийн радарын судалгааны мэдээлэл - SRTM, түүнчлэн тэдгээрийг боловсруулах аргуудыг судлах явдал юм.

Энэхүү зорилгын хүрээнд дараахь ажлуудыг шийдвэрлэх шаардлагатай байна.

DEM-ийг бий болгох үзэл баримтлал, төрөл, аргуудын талаархи онолын ойлголтыг олж авах, DEM-ийг бий болгоход шаардлагатай өгөгдлийг судлах, эдгээр загваруудыг янз бүрийн хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглах хамгийн ирээдүйтэй чиглэлүүдийг тодруулах;

SRTM мэдээллийн эх сурвалжийг тодорхойлох, тодорхойлох техникийн шинж чанарууд, SRTM өгөгдөлд хандах боломжийг судлах

энэ төрлийн өгөгдлийн боломжит хэрэглээг харуулах.

Курсын ажлыг бичихдээ дараахь эх сурвалжийг ашигласан болно. сургалтын хэрэглэгдэхүүнгеоинформатик болон зайнаас тандан судлах, тогтмол хэвлэл, интернет дэх цахим нөөц.

1. Дижитал өндрийн загваруудын тухай ойлголт (DEM)

Газарзүйн мэдээллийн системийн технологийн ердийн "цаасан" зураг зүйн аргуудаас чухал давуу талуудын нэг нь орон зайн загварыг гурван хэмжээстээр бүтээх чадвар юм. Ийм GIS загваруудын үндсэн координатууд нь ердийн өргөрөг, уртрагаас гадна өндрийн өгөгдөл болно. Түүгээр ч барахгүй систем нь нэгж, аравтын тоогоор биш харин хэдэн арван, хэдэн зуун мянган өндрийн тэмдгээр ажиллах боломжтой бөгөөд энэ нь "цаасан" зураг зүйн аргыг ашиглах үед боломжтой байсан. Асар их хэмжээний өндрийн өгөгдлийг компьютерт хурдан боловсруулах боломжтой болсноор хамгийн бодитой дижитал өндрийн загварыг (DEM) бий болгох ажил хэрэгжих боломжтой болсон.

Дижитал өндрийн загварыг ихэвчлэн гурван хэмжээст орон зайн объектуудыг (гадаргуу эсвэл рельеф) гурван хэмжээст өгөгдөл хэлбэрээр дижитал дүрслэх, өндрийн тэмдэг (гүн тэмдэг) болон бусад Z координатын утгыг бүрдүүлдэг хэрэгсэл гэж ойлгодог. тогтмол эсвэл тасралтгүй сүлжээний зангилаанууд эсвэл контурын шугамын бичлэгийн багц (изохипс, изобат) эсвэл бусад изолинууд дээр. DEM нь гурван хэмжээстийн тусгай төрөл юм математик загварууд, бодит болон хийсвэр гадаргуугийн аль алиных нь рельефийн дэлгэцийг төлөөлдөг.

1 DEM байгуулагдсан түүх

Тусламжийн дүрс нь удаан хугацааны туршид хүмүүсийн сонирхлыг татсаар ирсэн. Хамгийн эртний газрын зураг дээр том хэлбэрүүдрельефийг ландшафтын салшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг, чиг баримжаа олгох элемент болгон харуулсан. Газрын хэв маягийг харуулах эхний арга бол уул толгодыг харуулсан хэтийн төлөвийн тэмдгүүд байв; Гэсэн хэдий ч XVIII зуунаас хойш шинэ, улам бүр төвөгтэй аргуудыг идэвхтэй хөгжүүлж эхлэв. Зураастай хэтийн аргыг Пиренейн нурууны газрын зураг дээр (1730) үзүүлэв. Өнгө нь анх Швейцарь дахь Оросын цэргүүдийн кампанит ажлын Атлас (1799) дахь хуванцар рельефийг зохион бүтээхэд ашигласан. ДЭМ-ийг бий болгох анхны туршилтууд нь 1960-аад оны эхний хагаст геоинформатик, автоматжуулсан зураг зүйн хөгжлийн хамгийн эхний үе шатуудад хамаарах бөгөөд анхны дижитал газар нутгийн загваруудын нэгийг 1961 онд Цэргийн инженерийн академийн зураг зүйн тэнхимд үйлдвэрлэж байжээ. Дараа нь янз бүрийн асуудлыг шийдвэрлэх арга, алгоритмууд хүчирхэг, боловсронгуй болсон програм хангамжзагварчлал, тусламжийн талаархи үндэсний болон дэлхийн хэмжээний томоохон мэдээллийн багц, тэдгээрийн тусламжтайгаар шинжлэх ухааны болон хэрэглээний янз бүрийн асуудлыг шийдвэрлэх туршлага хуримтлуулсан. Ялангуяа DEM-ийг цэргийн ажилд ашиглах нь асар их хөгжлийг авчирсан.

DEM-ийн 2 төрөл

ГМС-д хамгийн өргөн хэрэглэгддэг гадаргуугийн дүрслэл нь растер болон TIN загварууд юм. Эдгээр хоёр төлөөлөгч дээр тулгуурлан түүхэнд хоёр нь бий болсон өөр загварууд DEM: рельефийн талбайн өндөрлөг болон бүтцийн цэвэр тогтмол (матриц) дүрслэлд үндэслэсэн бөгөөд тэдгээрийн хамгийн хөгжсөн хэлбэрүүдийн нэг нь бүтэц-хэл шинжлэлийн дүрслэлд суурилсан загварууд юм.

Растер рельефийн загвар нь орон зайг цаашдын хуваагдашгүй элементүүдэд (пиксел) хуваах боломжийг олгодог бөгөөд өндрийн матрицыг бүрдүүлдэг - өндрийн тэмдэглэгээний тогтмол сүлжээ. Үүнтэй төстэй дижитал өндрийн загварыг олон оронд үндэсний газрын зургийн үйлчилгээ үзүүлдэг. Тогтмол өндрийн сүлжээ нь тэгш өнцөгт буюу дөрвөлжин хэлбэртэй тор бөгөөд эдгээр дүрсүүдийн орой нь торны зангилаа (Зураг 1-3).

Цагаан будаа. 1.2.1 Загварын растер бүтцийг харуулсан рельефийн загварын томруулсан хэсэг.

Цагаан будаа. 1.2.2. Хавтгай дээрх өндрийн сүлжээний ердийн загварыг харуулах.

Цагаан будаа. 1.2.3. Тосгоны эргэн тойрон дахь гурван хэмжээст рельефийн загвар. Байнгын өндөрт сүлжээний үндсэн дээр баригдсан Коммунар (Хакас) /1/

Растер эсийн өөр өөр давхаргыг олон удаа оруулах боломжийг хэрэгжүүлсэн анхны програм хангамжийн багцуудын нэг бол 1960-аад оны сүүлээр бүтээгдсэн GRID багц (англи хэлнээс орчуулсан - тор, тор, сүлжээ) юм. Харвардын компьютер график ба орон зайн шинжилгээний лабораторид (АНУ). Орчин үеийн, өргөн хэрэглэгддэг GIS багц ArcGIS-д растер орон зайн өгөгдлийн загварыг мөн GRID гэж нэрлэдэг. Өөр нэг нь алдартай програм DEM - Surfer-ийг тооцоолохын тулд ердийн өндрийн сүлжээг мөн GRID гэж нэрлэдэг, ийм DEM-ийн файлууд нь GRD форматтай байдаг бөгөөд ийм загварын тооцооллыг Gridding гэж нэрлэдэг.

Тогтмол өндрийн сүлжээг (GRID) бий болгохдоо түүний орон зайн нарийвчлалыг тодорхойлдог торны нягтыг (сүлжээний давирхай) харгалзан үзэх нь маш чухал юм. Сонгосон алхам нь бага байх тусам DEM нь илүү нарийвчлалтай байдаг - загварын орон зайн нарийвчлал өндөр байх тусам илүү их байх болно. илүү тоо хэмжээсүлжээний зангилаа, тиймээс DEM-ийг тооцоолоход илүү их хугацаа шаардагдах бөгөөд илүү их дискний зай шаардагдана. Жишээлбэл, сүлжээний алхамыг 2 дахин багасгахад загварыг хадгалахад шаардагдах компьютерийн санах ойн хэмжээ 4 дахин нэмэгддэг. Эндээс бид тэнцвэрийг олох хэрэгтэй байна. Тухайлбал, Үндэсний дижитал зураг зүйн мэдээллийн санд зориулан боловсруулсан АНУ-ын геологийн судалгааны DEM стандартад дижитал өндрийн загварыг 1:24,000 масштабтай газрын зургийн 30х30 м хэмжээтэй тор зангилааны өндрийн тэмдэглэгээний ердийн массив болгон зааж өгсөн.Интерполяци, ойролцоолсон, тэгшитгэх замаар. болон бусад хувиргалтууд нь растер загварт бусад бүх төрлийн DEM-г агуулж болно.

Тогтмол бус торнуудын дотроос хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нь жигд бус хэлбэртэй гурвалжин торон - TIN загвар юм. Үүнийг 1970-аад оны эхээр боловсруулсан. тэгш бус зайтай цэгүүдийн багц дээр үндэслэн гадаргууг бүтээх энгийн арга. 1970-аад онд Энэ системийн хэд хэдэн хувилбар бий болсон бөгөөд арилжааны TIN-д суурилсан системүүд 1980-аад оноос гарч эхэлсэн. контурын шугам барих програм хангамжийн багц болгон. TIN загвар нь дижитал загварын анхны болон үүсмэл шинж чанаруудтай тохирох гурвалжин сүлжээний зангилаа ба ирмэгүүдтэй газар нутгийн дижитал загварчлалд ашиглагддаг. TIN загварыг бүтээхдээ салангид байрлалтай цэгүүдийг гурвалжин үүсгэдэг шугамаар холбодог (Зураг 4).

Цагаан будаа. 1.2.4. Delaunay гурвалжингийн нөхцөл.

TIN загварын гурвалжин бүрийн дотор гадаргууг ихэвчлэн хавтгай хэлбэрээр дүрсэлсэн байдаг. Гурвалжин бүрийн гадаргуу нь түүний гурван оройн өндрөөр тодорхойлогддог тул гурвалжин ашиглах нь мозайк гадаргуугийн хэсэг бүр нь зэргэлдээ хэсгүүдэд яг таарч байгааг баталгаажуулдаг.

Зураг 1.2.5. Тогтмол бус гурвалжин сүлжээ (TIN) дээр суурилсан гурван хэмжээст рельефийн загвар.

Энэ нь цэгүүдийн жигд бус зохицуулалт бүхий гадаргуугийн тасралтгүй байдлыг баталгаажуулдаг (Зураг 5-6).

Цагаан будаа. 1.2.6. Зураг дээрх тусламжийн загварын томруулсан хэсэг. TIN загварын гурвалжин бүтцийг харуулсан 5.

TIN-ийг тооцоолох гол арга бол Делонай гурвалжин юм, учир нь Бусад аргуудтай харьцуулахад энэ нь дижитал рельефийн загварт хамгийн тохиромжтой шинж чанартай байдаг: энэ нь гурвалжин үүсгэх гурвалжин бүрийн зохицлын индексүүдийн нийлбэр (тэнцүү өнцөгт гурвалжны ойролцоо), хамгийн бага өнцгийн шинж чанар болох хамгийн бага зохицолын индекстэй. (гурвалжны хамгийн их доройтол) ба үүссэн олон талт гадаргуугийн хамгийн бага талбай.

GRID загвар ба TIN загвар хоёулаа газарзүйн хувьд өргөн тархсан мэдээллийн системмөн олон төрлөөр дэмжигддэг програм хангамжГМС-ийн хувьд та газар нутгийн өгөгдлийг хадгалах зөв форматыг сонгохын тулд загвар бүрийн давуу болон сул талуудыг мэдэх хэрэгтэй. GRID загварын давуу талууд нь компьютерийн боловсруулалтын энгийн байдал, хурдыг агуулдаг бөгөөд энэ нь тухайн загварын растер шинж чанартай холбоотой байдаг. Монитор, принтер, плоттер гэх мэт гаралтын төхөөрөмжүүд нь дүрс үүсгэхийн тулд цэгүүдийн багцыг ашигладаг. бас растер форматтай. Тиймээс гаралтын төхөөрөмжийн цэг эсвэл видео пикселийг ашиглан ердийн сүлжээний квадратуудыг тусад нь илэрхийлэх тооцоолол хийх нь компьютерт хялбар байдаг тул GRID зургийг ийм төхөөрөмжид амархан бөгөөд хурдан гаргадаг.

Растер бүтцийн ачаар GRID загвар нь загварчлагдсан гадаргууг "гөлгөр" болгож, хурц ирмэг, цухуйлтаас зайлсхийх боломжийг олгодог. Гэхдээ энэ нь бас загварын "хасах" тал юм, учир нь Эгц налуу, үзүүртэй оргил бүхий уулархаг бүс нутгийн рельефийг загварчлахдаа (ялангуяа залуу газрууд - жишээлбэл, уулын нугалах) рельефийн бүтцийн шугамыг алдаж, "бүдгэрүүлэх", ерөнхий зургийг гажуудуулах боломжтой. IN ижил төстэй тохиолдлуудЗагварын орон зайн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай (өндөржилтийн торны давирхай) бөгөөд энэ нь DEM-ийг хадгалахад шаардагдах компьютерийн санах ойн хэмжээ огцом нэмэгдэхэд хүргэдэг. Ерөнхийдөө GRID загварууд нь TIN загвараас илүү дискний зай эзэлдэг. Том хэмжээний дижитал газрын загваруудыг харуулахыг хурдасгахын тулд янз бүрийн аргыг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн алдартай нь пирамид давхарга гэж нэрлэгддэг барилгын ажил бөгөөд энэ нь янз бүрийн масштабаар янз бүрийн түвшний дүрслэлийг ашиглах боломжийг олгодог. Тиймээс GRID загвар нь орон зайд шинж чанар нь жигд өөрчлөгддөг газарзүйн (геологийн) объект, үзэгдлийг (хавтгай талбайн рельеф, агаарын температур, атмосферийн даралт, газрын тосны нөөцийн даралт гэх мэт) харуулахад тохиромжтой. Дээр дурдсанчлан GRID загварын дутагдал нь залуу уулын тогтоцын рельефийг загварчлах үед гарч ирдэг. Хэрэв загварчилсан талбай нь өндрийн огцом өөрчлөлттэй, жишээлбэл, том нам дор голуудын өргөн хөгжсөн хөндийд ( Зураг 7). Энэ тохиолдолд загварчилсан нутаг дэвсгэрийн ихэнх хэсэгт мэдээллийн "илүүдэл" байх болно, учир нь Хавтгай талбай дээрх GRID сүлжээний зангилаанууд ижил өндөртэй байх болно. Гэхдээ эгц рельефийн ирмэг бүхий газруудад өндрийн торны хэмжээ хэт том байж болох бөгөөд үүний дагуу загварын орон зайн нарийвчлал нь рельефийн "хуванцар" -ыг дамжуулахад хангалтгүй байж болно.

Цагаан будаа. 1.2.7. Том хөндийн рельефийн гурван хэмжээст загварын хэлтэрхий (улаан сум нь зүүн эрэг дээрх үерийн дээрх хоёр дахь дэнжийн ирмэгийг, баруун эрэг дээрх өндөр ирмэг нь голын хөндийн тэгш байдлын налууг харуулж байна). Босоо хэмжээс нь хэвтээгээс тав дахин том байна.

TIN загварт ийм дутагдал байдаггүй. Тогтмол бус гурвалжны сүлжээг ашигладаг тул хавтгай талбайг цөөн тооны асар том гурвалжнаар загварчлах ба рельефийн бүх ирмэгийг нарийвчлан харуулах шаардлагатай эгц ирмэг бүхий хэсгүүдэд гадаргууг олон тооны жижиг гурвалжингаар дүрсэлсэн байдаг. гурвалжин (Зураг 8). Энэ нь загварыг хадгалахын тулд компьютерийн RAM болон байнгын санах ойн нөөцийг илүү үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгодог.

Цагаан будаа. 1.2.8. Гурвалжны жигд бус сүлжээ.

TIN-ийн сул талууд нь өндөр өртөгтэй байдаг компьютерийн нөөцзагварыг боловсруулахад зориулагдсан бөгөөд энэ нь мониторын дэлгэц дээр DEM-ийг харуулах, хэвлэх явцыг ихээхэн удаашруулдаг, учир нь Энэ нь растержуулалтыг шаарддаг. Энэ асуудлыг шийдэх нэг шийдэл нь TIN таслах шугам болон ердийн цэгийг харуулах аргыг хослуулсан "эрлийз" загваруудыг нэвтрүүлэх явдал юм. TIN загварын өөр нэг чухал сул тал бол геоморфологийн боломжгүй нөхцөл байдалд (жишээлбэл, V хэлбэрийн хөндийн доод шугамын дагуу) "псевдо-гурвалжин" гэж нэрлэгддэг хавтгай талбайн хэлбэрээр илэрхийлэгддэг "дэнжийн эффект" юм. (Зураг 9).

Гол шалтгаануудын нэг нь контурын дижитал бичлэгийн цэгүүдийн хоорондох зай нь контурын хоорондох зайтай харьцуулахад бага байдаг бөгөөд энэ нь тэдний зураг зүйн дэлгэцийн ихэнх төрлийн рельефийн хувьд ердийн зүйл юм.

Цагаан будаа. 1.2.9. Жижиг голуудын хөндийд "дэнжийн эффект" нь рельефийн бүтцийн шугамыг (энэ тохиолдолд гидравлик сүлжээ) харгалзахгүйгээр контурын шугам дээр үндэслэн TIN үүсгэх үед үүсдэг.

3 ДЭМ-ийг бий болгох арга, арга

Эхний газрын зураг гарч ирснээс хойш зураг зүйчид хоёр хэмжээст газрын зураг дээр гурван хэмжээст газар нутгийг харуулах асуудалтай тулгарсан. Үүний тулд янз бүрийн аргыг туршиж үзсэн. Байр зүйн зураг, төлөвлөгөөн дээр рельефийг контурын шугам - ижил өндөртэй шугам ашиглан дүрсэлсэн. Газарзүйн болон физикийн ерөнхий газрын зураг дээр рельефийг сүүдэрлэсэн (сүүдэрлэсэн) эсвэл газар нутгийн тодорхой өндрийг харгалзах өнгөний өнгө (өндрийн масштаб) өгсөн. Одоогийн байдлаар дижитал газрын зураг, төлөвлөгөө гарч ирснээр хурд нэмэгдэж байна компьютерийн тоног төхөөрөмжгазар нутгийг илэрхийлэх шинэ боломжууд гарч ирж байна. Тусламжийн загварыг гурван хэмжээст дүрслэх нь улам бүр түгээмэл болж байна, учир нь энэ нь мэргэжлийн боловсролгүй хүмүүст ч гэсэн тусламжийн бүрэн дүр зургийг авах боломжийг олгодог. Орчин үеийн гурван хэмжээст дүрслэл технологи нь газар нутгийг сансар огторгуйн аль ч цэгээс, аль ч өнцгөөс "харах" боломжийг олгодог бөгөөд мөн газар дээгүүр "нисдэг".

Мэдээллийн систем, технологи хөгжиж, хиймэл дагуулын салбар хөгжсөнөөс хойш DEM-ийг бий болгох боломжтой янз бүрийн арга, аргууд гарч ирэв. Дижитал өндрийн загварыг бий болгохын тулд өгөгдөл олж авах үндсэн хоёр арга байдаг.

Эхний арга нь зайнаас тандан судлах арга, фотограмметр юм. DEM-ийг бий болгох ийм аргууд нь радарын интерферометрийн аргыг агуулдаг. Энэ нь дэлхийн гадаргуугаас туссан радарын дохионы фазын бүрэлдэхүүн хэсгийг ашиглахад суурилдаг. Интерферометрийн аргыг ашиглан DEM-ийн сэргээн босголтын нарийвчлал нь хэдэн метр бөгөөд энэ нь газар нутгийн шинж чанар, дохионы дуу чимээний түвшингээс хамаарч өөр өөр байдаг. Гөлгөр гадаргуу болон интерферограммын хувьд Өндөр чанарТусламжийн сэргээн босголтын нарийвчлал нь хэдэн арван сантиметр хүрч болно. Түүнчлэн радарын мэдээллийг стереоскопоор боловсруулах арга байдаг. Модуль ажиллахын тулд цацрагийн өөр өнцгөөр авсан хоёр радарын зураг авах шаардлагатай. Стереоскопийн аргыг ашиглан DEM-ийн сэргээн босголтын нарийвчлал нь зургийн орон зайн нарийвчлалын элементийн хэмжээнээс хамаарна. Агаарт лазер сканнердах (ALS) технологи нь хүрэхэд хэцүү (намгархаг газар, ой модтой) бүс нутгийн орон зайн болон геометрийн мэдээллийг цуглуулах хамгийн хурдан, бүрэн гүйцэд, найдвартай арга юм. Энэ арга нь газар нутаг, нөхцөл байдлын талаар үнэн зөв, нарийвчилсан мэдээллийг өгдөг. Өнөөдөр VLS технологи нь судалгааны талбайн нутаг дэвсгэр, ургамлын бүрхэвч, гидрографи болон газрын бүх объектын талаарх орон зайн болон геометрийн мэдээллийг хурдан шуурхай авах боломжийг олгодог.

Хоёрдахь арга нь байр зүйн газрын зургаас дижиталжуулсан изолиныг интерполяци хийх замаар рельефийн загвар бүтээх явдал юм. Энэ арга нь шинэ зүйл биш бөгөөд өөрийн гэсэн давуу талтай сул талууд. Сул тал нь хөдөлмөрийн эрч хүч, заримдаа загварчлалын нарийвчлал хангалтгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр дутагдалтай талуудыг үл харгалзан дижитал байр зүйн материал нь хэдэн жилийн турш ийм загварчлалын мэдээллийн цорын ганц эх сурвалж хэвээр байх болно гэж маргаж болно.

4 Үндэсний болон дэлхийн DEM

DEM-ийг бий болгох өгөгдөл, технологийн олон нийтэд хүртээмжтэй байгаа нь олон улс оронд тус улсын хувийн хэрэгцээнд ашигладаг үндэсний тусламжийн загварыг бий болгох боломжийг олгодог бөгөөд АНУ, Канад, Израиль, Дани болон бусад зарим улс орнууд ийм улс орны жишээ юм. АНУ бол DEM-ийг бий болгох, ашиглах чиглэлээр тэргүүлэгчдийн нэг юм. Одоогийн байдлаар тус улсын үндэсний байр зүйн зураглалын үйлчилгээ, АНУ-ын Геологийн алба нь DEM (Дижитал өндрийн загвар) форматыг төлөөлж, технологи, нарийвчлал, орон зайн хамрах хүрээгээрээ ялгаатай таван өгөгдлийн багц гаргаж байна. Үндэсний ДЭМ-ийн амжилттай туршлагын өөр нэг жишээ бол Данийн ДЭМ юм. Дани улсын анхны дижитал өндөрлөг загварыг сүлжээний орчуулагчдыг оновчтой байрлуулах асуудлыг шийдвэрлэх зорилгоор 1985 онд бүтээжээ. хөдөлгөөнт холбоо. Өргөлтийн матриц хэлбэрийн дижитал өндрийн загварууд нь бараг бүх улсын болон бүс нутгийн SID-ийн орон зайн үндсэн мэдээллийн багцад (орон зайн мэдээллийн өгөгдөл) багтдаг. Технологийн хөгжлийн өнөөгийн түвшинд үндэсний ДЭМ-ийн өндрийн сүлжээний давирхай 5 м хүрч байна.Ижил орон зайн нарийвчлалтай DEM нь Европын холбоо, АНУ зэрэг томоохон нутаг дэвсгэрт бүрэн бэлэн болсон эсвэл ойрын ирээдүйд бэлэн болно. Дэлхийн зах зээл дээр 30 м (нэг нуман секунд) өндөртэй тор хоорондын зайтай, дэлхийн хэмжээнд чөлөөтэй тархсан ASTGTM DEM худалдаж авах боломжтой нөхцөлд манай улсад тогтоосон тусламжийн нарийвчлалыг хязгаарлах нь зүйтэй. Нэмж дурдахад, олон нийтэд нээлттэй DEM-ийн шийдвэр тогтвортой нэмэгдэх төлөвтэй байна. Асуудлын түр зуурын шийдлийн хувьд хамгийн нарийвчилсан суурь ДЭМ-ийн нууцыг хадгалах, үндсэн суурь дээр үндэслэсэн бага нарийвчилсан ДЭМ-ийг чөлөөтэй тараахыг санал болгож байна; тусламжийн дүрслэл, түүний хамрах талбайн талбайн нарийвчлалаас хамааран DEM-ийн нууцлалын босгыг аажмаар бууруулна.

2. SRTM өгөгдөл

радарын байр зүйн даалгавар (SRTM) - 2000 оны 2-р сард 11 хоногийн турш хийсэн хамгийн хойд (>60), хамгийн өмнөд өргөрөг (>54), түүнчлэн далайгаас бусад дэлхийн ихэнх хэсгийн радарын байр зүйн судалгаа. дахин ашиглах боломжтой сансрын хөлөг онгоцноос тусгай радарын систем. SIR-C болон X-SAR гэсэн хоёр радарын мэдрэгчээр 12 терабайтаас илүү мэдээлэл цуглуулсан. Энэ хугацаанд радарын интерферометр хэмээх аргыг ашиглан дэлхийн топографийн талаар асар их хэмжээний мэдээлэл цуглуулсан бөгөөд боловсруулалт өнөөг хүртэл үргэлжилж байна. Судалгааны үр дүнд дэлхийн гадаргуугийн 85 хувийг эзэлдэг дижитал рельефийн загвар гарсан (Зураг 9). Гэхдээ тодорхой хэмжээний мэдээлэл хэрэглэгчдэд аль хэдийн бэлэн болсон байна. SRTM- олон улсын төсөл, Үндэсний газарзүйн тагнуулын агентлаг (NGA), НАСА, Италийн сансрын агентлаг (ASI) болон Германы сансрын төв тэргүүтэй.

Цагаан будаа. 2.1. SRTM судалгаагаар дэлхийн нутаг дэвсгэрийг хамрах схем.

1 Хувилбар ба өгөгдлийн нэршил

SRTM өгөгдөл нь хэд хэдэн хувилбартай: урьдчилсан (2003 оны 1-р хувилбар) ба эцсийн (2005 оны 2-р сарын хувилбар). Эцсийн хувилбарт нэмэлт боловсруулалт хийж, эрэг, усны биетүүдийг тодруулж, алдаатай утгыг шүүсэн. Өгөгдлийг хэд хэдэн хувилбараар тараасан - 1 нуман секунд ба 3 нуман секундын нүдний хэмжээ бүхий сүлжээ. Илүү нарийвчлалтай нэг секундын өгөгдөл (SRTM1) нь АНУ-ын хувьд боломжтой; зөвхөн гурван секундын өгөгдөл (SRTM3) нь дэлхийн гадаргуугийн бусад хэсэгт байдаг. Өгөгдлийн файлууд нь 1201-ийн матриц юм ´ 1201 (эсвэл 3601 ´ 3601-ийн нэг секундын хувилбар) нь янз бүрийн зураглалын программууд болон газарзүйн мэдээллийн системд импортлох боломжтой утгуудыг агуулдаг. Нэмж дурдахад ARC GRID файл хэлбэрээр тархсан 3-р хувилбар, мөн ARC ASCII болон Geotiff формат, 5 квадрат байдаг. ´ WGS84 дата дахь 5. Эдгээр өгөгдлийг CIAT нь USGS/NASA-ийн өндрийн анхны өгөгдлөөс гөлгөр байр зүйн гадаргуу үүсгэх, мөн анхны өгөгдөл байхгүй байсан хэсгүүдийг интерполяци хийх замаар олж авсан.

Өгөгдлийн нэршлийг ийм байдлаар гаргасан бөгөөд 1 ба 2-р хувилбарын өгөгдлийн квадратын нэр нь түүний зүүн доод булангийн координаттай тохирч байна, жишээлбэл: N45E136, N45 нь хойд өргөргийн 45 градус, E136 нь зүүн уртрагийн 136 градус юм. , нэрийн файл дахь (n) болон (e) үсэг нь хойд болон зүүн хагас бөмбөрцгийг тус тус илэрхийлнэ. Боловсруулсан хувилбарын (CGIAR) өгөгдлийн квадратын нэр нь хэвтээ тэнхлэгт 72 квадрат (360) хурдтай квадрат тоотой тохирч байна. /5) ба босоо 24 квадрат (120/5). Жишээ нь: srtm_72_02.zip /баруун талд, дээд талын квадратуудын нэг. Сүлжээний схемийг ашиглан хүссэн квадратыг тодорхойлж болно (Зураг 11.).

Зураг.2.1.1. SRTM4 хамрах хүрээний диаграм.

2 SRTM мэдээллийн үнэн зөвийг үнэлэх

3-аас 3-ын хэмжээтэй нүдний булангийн өндрийн утгыг олон нийтэд нээлттэй байна.Өндрийн нарийвчлалыг 16 м-ээс багагүй гэж заасан боловч энэ утгын үнэлгээний төрөл - дундаж, дээд, үндсэн дундаж байна. квадрат алдаа (RMS) - тайлбарлаагүй бөгөөд энэ нь гайхмаар зүйл биш юм, учир нь нарийвчлалыг нарийн үнэлэхийн тулд ойролцоогоор ижил түвшний хамрах хүрээний жишиг өндрийн утгууд шаардлагатай, эсвэл олж авах үйл явцын онолын нарийн дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай. өгөгдөл боловсруулах. Үүнтэй холбогдуулан SRTM DEM-ийн нарийвчлалын шинжилгээг дэлхийн янз бүрийн орны эрдэмтдийн нэгээс олон баг хийсэн. A.K-ийн хэлснээр. Corveula болон I. Eviaka SRTM өндөр нь алдаатай байдаг бөгөөд энэ нь тэгш газар нутгийн хувьд дунджаар 2.9 м, уулархаг газрын хувьд - 5.4 м.Түүнээс гадна эдгээр алдааны нэлээд хэсэг нь системчилсэн бүрэлдэхүүн хэсгийг агуулдаг. Тэдний олж мэдсэнээр SRTM өндрийн матриц нь 1:50000 масштабтай байр зүйн газрын зураг дээр контур зурахад тохиромжтой. Гэвч зарим газарт SRTM өндөр нь тэдгээрийн нарийвчлалын хувьд масштабтай байр зүйн зураглалаас олж авсан өндөртэй ойролцоо байна. 1:100000, мөн хиймэл дагуулын зургаас ортофотомап үүсгэхэд ашиглаж болно. өндөр нарийвчлалтай, доод цэгээс бага зэрэг хазайсан өнцгөөр авсан.

2.3 Хэрэглээний асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд SRTM өгөгдлийг ашиглах

SRTM өгөгдөл нь янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй хэрэглээний асуудлуудыг шийдвэрлэх боломжтой, жишээлбэл: тэдгээрийг ортофотоматик зураглал хийхэд ашиглах, удахгүй болох байр зүйн болон геодезийн ажлын нарийн төвөгтэй байдлыг үнэлэх, тэдгээрийн хэрэгжилтийг төлөвлөх, түүнчлэн профиль болон профайлуудын байршлыг төлөвлөхөд туслах боломжтой. бусад объектуудыг SRTM радарын судалгааны үр дүнгээс олж авсан байр зүйн судалгаа хийхээс өмнө газарзүйн цэгүүдийн өндрийн утгыг нарийвчилсан байр зүй, геодезийн ажлын мэдээлэлгүй нутаг дэвсгэрийн байр зүйн суурийг шинэчлэхэд ашиглаж болно. Энэ төрлийн өгөгдөл нь газрын гадаргуугийн загварчлалын бүх нийтийн эх сурвалж бөгөөд голчлон газрын дижитал загвар болон дижитал газар нутгийн загварыг бий болгоход зориулагдсан боловч дижитал газар нутаг, рельефийн загварыг бий болгох стандарт аргуудын альтернатив хувилбар болох SRTM радарын өндрийн өгөгдлийг ашиглах боломжийн асуудал, Бидний үзэж байгаагаар тухайн ажил, рельефийн шинж чанар, өндрийн лавлагааны шаардлагатай нарийвчлал зэргээс шалтгаалан тохиолдол бүрийг тус тусад нь шийдвэрлэх ёстой.

3. Гео зураг үүсгэх үед SRTM ашиглах

1 Гео зургийн тухай ойлголт

Газарзүйн мэдээллийн зураглал, зайнаас тандан судлах, хүрээлэн буй ертөнцийг танин мэдэх арга хэрэгслийн дэвшил. Орон зайн хамрах хүрээ, нягтрал нь өөр өөр хэмжээтэй, ямар ч цар хүрээ, цар хүрээтэй гэрэл зургийг газар болон газар доор, далайн гадаргуу ба усан дор, агаараас болон сансраас авдаг. Олон тооны газрын зураг, гэрэл зураг болон бусад ижил төстэй загваруудыг нэг ерөнхий нэр томъёогоор тодорхойлж болно - гео дүрс.

Гео зураг гэдэг нь график хэлбэрээр үзүүлсэн хуурай газрын болон гаригийн объект, үйл явцын орон зай-цаг хугацааны, том хэмжээний, ерөнхий загвар юм.

Геоизураг нь дэлхийн дотоод байдал, түүний гадаргуу, далай тэнгис, агаар мандал, педосфер, нийгэм-эдийн засгийн хүрээ, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн бүс нутгийг төлөөлдөг.

Гео дүрсийг гурван төрөлд хуваадаг.

Хавтгай эсвэл хоёр хэмжээст, - газрын зураг, төлөвлөгөө, анаморфоз, гэрэл зураг, гэрэл зургийн төлөвлөгөө, телевиз, сканнер, радар болон бусад алсын зураг.

Эзлэхүүн эсвэл гурван хэмжээст - анаглиф, рельеф, физикийн зураг, стереоскоп, блок, голограф загварууд.

Динамик гурван ба дөрвөн хэмжээст - хөдөлгөөнт дүрс, зураг зүй, стереокартографийн кино, кино атлас, виртуал зураг.

Тэдний олонх нь практикт нэвтэрсэн, бусад нь саяхан гарч ирсэн, бусад нь хөгжиж байна. Тиймээс энэ курсын ажилд бид хоёр хэмжээст ба гурван хэмжээст гео дүрсийг бүтээсэн.

3.2 Саратовын нутаг дэвсгэрт дижитал рельефийн загварыг барих

болон Энгель муж

Эхлээд бид сүлжээний аль ч хэрэглэгчдэд нээлттэй интернет портал дээрх нэмэлт боловсруулалтын 2-р хувилбарын нийтийн SRTM өгөгдлийг татаж авдаг (#"justify">Дараа нь Global Mapper програм дээр татаж авсан фрагментийг нээж, "Файл" функцийг сонго. Дараа нь "Растер ба өндрийн өгөгдлийг экспортлох" - " Экспортын дем" (Зураг 12), татаж авсан өгөгдлийг Vertical Mapper програмаар унших боломжтой DEM формат руу хөрвүүлэхийн тулд эдгээр цуврал үйлдлүүдийг гүйцэтгэсэн. баригдах.

Зураг 3.2.1. Global Mapper програмыг ашиглан файлыг DEM формат руу экспортлох нь [зохиогчийн хийсэн].

Өгөгдлийг экспорт хийсний дараа бидний гаргадаг Vertical Mapper програмыг нээнэ үү цаашдын арга хэмжээ- Сүлжээ үүсгэх - Сүлжээ импортлох (Зураг 13).

Цагаан будаа. 3.2.2. Vertical Mapper программд Grid загвар үүсгэх нь [зохиогчийн хийсэн].

Эдгээр функцийг ашиглан бид GRID загварыг бүтээж, зохиогч нь Саратов мужийн нутаг дэвсгэрт DEM-ийг бий болгох, тусгаарлах шугам, гурван хэмжээст рельефийн загварыг бий болгох бүх үйл ажиллагааг гүйцэтгэсэн.

Дүгнэлт

Дижитал өндөрлөгийн загвар нь газарзүйн мэдээллийн системд чухал ач холбогдолтой загварчлалын функц бөгөөд энэ нь рельефийн загварыг бүтээх, ашиглах асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэ төрлийн бүтээгдэхүүн нь судалгаа хийх үеийн бодит газар нутгийг бүрэн гурван хэмжээст дүрслэн харуулах бөгөөд ингэснээр хэрэглэгдэх олон асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой болгодог: рельефийн аливаа геометрийн параметрүүдийг тодорхойлох, хөндлөн огтлолын профиль байгуулах; зураг төсөл, судалгааны ажил гүйцэтгэх; газар нутгийн динамикийг хянах. Нэмж дурдахад DEM нь нутаг дэвсгэрийг гурван хэмжээст дүрс хэлбэрээр дүрслэн харуулахад өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд ингэснээр виртуал газар нутгийн загвар (VTM) бүтээх боломжийг олгодог.

Курсын ажлын сэдвийн хамаарал нь төрөл бүрийн асуудлыг шийдвэрлэхэд газарзүйн мэдээллийн технологийн үүрэг өсөн нэмэгдэж байгаатай холбоотойгоор тоон хэлбэрээр рельефийн мэдээллийг газарзүйн судалгаа хийх өргөн хэрэгцээ, арга зүйн чанар, үр ашгийг дээшлүүлэх шаардлагатай байгаатай холбоотой юм. дижитал өндрийн загвар (DEM) үүсгэх, ашиглах, бүтээсэн загваруудын найдвартай байдлыг хангах.

Одоогийн байдлаар тоон өндрийн загварыг бий болгох хэд хэдэн үндсэн мэдээллийн эх сурвалжууд байдаг - энэ нь байр зүйн газрын зураг дээрх дижитал контурын интерполяци, зайнаас тандан судлах, фотограмметрийн арга юм. Алсын зайнаас тандан судлах арга нь газарзүйн олон асуудлыг шийдвэрлэхэд улам бүр хүчээ авч байна, тухайлбал сансрын хиймэл дагуулын радарын мэдээллээс рельеф бүтээх гэх мэт. Дэлхий дээрх радарын мэдрэгчтэй бүтээгдэхүүний нэг нь 90 м-ийн нарийвчлалтай дэлхийн ихэнх хэсэгт байдаг SRTM (Shuttle radar topographic mission) мэдээллийг олон нийтэд нээлттэй, чөлөөтэй тараадаг.

Курсын ажлыг бичих явцад Саратов, Энгель мужуудын нутаг дэвсгэрт дижитал рельефийн загварыг барьсан бөгөөд ингэснээр барилгын ажлыг шийдэж, SRTM өгөгдлийг ашиглан DEM үүсгэх боломжийг нотолсон.

тусламжийн дижитал радарын geoimage

Ашигласан эх сурвалжуудын жагсаалт

1. Хромых В.В., Хромых О.В. Дижитал өндрийн загварууд. Томск: TML-Press Publishing House LLC, 2007 оны 12-р сарын 15-нд хэвлэхээр гарын үсэг зурсан. Таралт 200 хувь.

Уфимцев Г.Ф., Тимофеев Д.А. "Тусламжийн морфологи." Москва: Шинжлэх ухааны ертөнц. 2004 он

Б.А. Новаковский, С.В. Прасолов, А.И. Прасолова. "Бодит ба хийсвэр гео талбайн дижитал рельефийн загварууд." Москва: Шинжлэх ухааны ертөнц. 2003 он

А.С. Самардак "Газарзүйн мэдээллийн систем". Владивосток FEGU, 2005 - 124 х.

Геопрофи [Цахим нөөц]: геодези, зураг зүй, навигацийн сэтгүүл / Москва. - Цахим сэтгүүл. - Хандалтын горим: #"wustify">. ГМС-ийн хэрэглээний салбарууд [Цахим нөөц]: мэдээллийн сан. - Хандалтын горим:#"wustify">. Вишневская Е.А., Элобогеев А.В., Высоцкий Е.М., Добрецов Е.Н. ОХУ-ын ШУА-ийн Сибирийн салбарын Геологи, геофизик, эрдэс судлалын нэгдсэн хүрээлэн, Новосибирск. "Интеркарто - 6" олон улсын бага хурлын материалаас (Апатити, 2000 оны 8-р сарын 22-24).

GIS холбоо [Цахим нөөц]: мэдээллийн сан. - Хандалтын горим: #"wustify">. GIS LAB холбоо [Цахим нөөц]: мэдээллийн сан. - Хандалтын горим: #"justify">10. Жарвис А., Х.И. Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2006, Нүхээр дүүргэсэн үл үзэгдэх SRTM өгөгдөл V3, Олон улсын халуун орны хөдөө аж ахуйн төв (CIAT)

11. A. M. Berlyant, A. V. Востокова, В.И. Кравцова, I.K. Лури, Т.Г. Сваткова, Б.Б. Серапина "Картологи". Москва: Aspect Press, 2003 - 477 х.