ส่วนธรณีวิทยา

ส่วนทางธรณีวิทยา - ส่วนแนวตั้งของเปลือกโลกจากพื้นผิวถึงความลึก ส่วนทางธรณีวิทยาได้รับการรวบรวมตามแผนที่ทางธรณีวิทยา การสังเกตทางธรณีวิทยา และข้อมูลการขุด (รวมถึงหลุมเจาะ) การวิจัยทางธรณีฟิสิกส์ ฯลฯ ส่วนทางธรณีวิทยาส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่การข้ามหรือตามแนวการกระแทกของโครงสร้างทางธรณีวิทยาตามแนวเส้นตรงหรือเส้นขาดที่ผ่านโดยมีหลุมเจาะอ้างอิงลึก ผ่านบ่อน้ำเหล่านี้ ส่วนทางธรณีวิทยาได้รับอิทธิพลจากสภาพการเกิดขึ้น อายุ และองค์ประกอบของหิน ระดับแนวนอนและแนวตั้งของส่วนทางธรณีวิทยามักจะสอดคล้องกับขนาดของแผนที่ทางธรณีวิทยา เมื่อออกแบบสถานประกอบการเหมืองแร่และการสำรวจทางธรณีวิทยาและวิศวกรรม เนื่องจากความหนาของตะกอนหลวมและความยาวของโปรไฟล์ที่ไม่มีใครเทียบได้ ทำให้ขนาดแนวตั้งเพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับแนวนอนหลายสิบครั้งขึ้นไป

ท่องในธรณีวิทยา

ขณะนี้ระบบข้อมูลทางภูมิศาสตร์ของ Golden Software Surfer กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการวางแผนฟังก์ชันของตัวแปรสองตัว มีบริษัทไม่กี่แห่งในอุตสาหกรรมทางธรณีวิทยาที่ไม่ใช้ Surfer ในการฝึกทำแผนที่ในแต่ละวัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งบ่อยครั้งที่ใช้ Surfer แผนที่จะถูกสร้างขึ้นแบบแยก (แผนที่รูปร่าง)

ข้อได้เปรียบที่ไม่มีใครเทียบได้ของโปรแกรมคืออัลกอริธึมการแก้ไขที่ฝังอยู่ในนั้นซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัลที่มีคุณภาพสูงสุดโดยใช้ข้อมูลที่กระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในอวกาศ วิธีการที่ใช้กันมากที่สุดคือ Kriging ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแสดงข้อมูลในธรณีศาสตร์ทั้งหมด

ตรรกะสำหรับการทำงานกับแพ็คเกจสามารถแสดงในรูปแบบของบล็อกการทำงานหลักสามบล็อก:

• · 1. การสร้างแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล
• · 2. การทำงานเสริมด้วยแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล
• · 3. การแสดงภาพพื้นผิว

แบบจำลองพื้นผิวดิจิทัลจะแสดงแบบดั้งเดิมเป็นค่าในโหนดของตารางปกติสี่เหลี่ยมซึ่งความแยกจะถูกกำหนดขึ้นอยู่กับปัญหาเฉพาะที่กำลังแก้ไข ในการจัดเก็บค่าดังกล่าว Surfer จะใช้ไฟล์ GRD ของตัวเอง (รูปแบบไบนารีหรือข้อความ) ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานสำหรับแพ็คเกจการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มายาวนาน

มีสามตัวเลือกในการรับค่าที่โหนดกริด:

• · 1) ขึ้นอยู่กับข้อมูลเริ่มต้นที่ระบุ ณ จุดใดก็ได้ของภูมิภาค (ที่โหนดของตารางที่ผิดปกติ) โดยใช้อัลกอริธึมการแก้ไข ฟังก์ชันสองมิติ;
• · 2) การคำนวณค่าของฟังก์ชันที่ผู้ใช้ระบุอย่างชัดเจน โปรแกรม Surfer มีฟังก์ชันที่ค่อนข้างหลากหลาย - ตรีโกณมิติ, Bessel, เลขชี้กำลัง, สถิติและอื่น ๆ อีกมากมาย
• · 3) การเปลี่ยนจากตารางปกติหนึ่งไปยังอีกตารางหนึ่งตัวอย่างเช่นเมื่อเปลี่ยนความไม่ต่อเนื่องของตาราง (ตามกฎแล้วจะใช้การประมาณค่าและอัลกอริธึมการทำให้เรียบค่อนข้างง่ายเนื่องจากเชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงจะดำเนินการจากพื้นผิวเรียบที่หนึ่ง ไปยังที่อื่น)

นอกจากนี้ แน่นอน คุณสามารถใช้แบบจำลองพื้นผิวดิจิทัลสำเร็จรูปที่ผู้ใช้ได้รับ เช่น ผลจากการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข

เซิร์ฟเฟอร์เสนออัลกอริธึมการประมาณค่าหลายรูปแบบให้กับผู้ใช้: Kriging, ระยะทางผกผันกับกำลัง, ความโค้งขั้นต่ำ, ฟังก์ชัน Radial Basis, การถดถอยพหุนาม, วิธีดัดแปลง Shepard's Method (วิธี Shepard ดัดแปลง), สมการสามเหลี่ยม ฯลฯ การคำนวณตารางปกติสามารถทำได้สำหรับ X ไฟล์ชุดข้อมูล , Y, Z ทุกขนาด และตัวกริดสามารถมีขนาดได้ 10,000 x 10,000 โหนด

Surfer ใช้แผนที่ประเภทต่อไปนี้เป็นองค์ประกอบภาพหลัก:

• · 1. แผนที่รูปร่าง นอกเหนือจากวิธีการปกติในการควบคุมโหมดการแสดงผลของเส้นแยก แกน กรอบ เครื่องหมาย คำอธิบาย ฯลฯ แล้ว ยังสามารถสร้างแผนที่โดยใช้การเติมสีหรือรูปแบบต่างๆ ของแต่ละโซนได้ นอกจากนี้ ภาพแผนที่แบบเรียบสามารถหมุนและเอียงได้ และสามารถใช้มาตราส่วนอิสระตามแกน X และ Y ได้
• · 2. ภาพสามมิติของพื้นผิว: แผนที่โครงลวด (แผนที่เฟรม), แผนที่พื้นผิว (พื้นผิวสามมิติ) แผนที่เหล่านี้ใช้การฉายภาพประเภทต่างๆ และสามารถหมุนและเอียงภาพได้โดยใช้อินเทอร์เฟซแบบกราฟิกที่เรียบง่าย คุณยังสามารถวาดเส้นตัดและเส้นแยกบนเส้นตัด ตั้งค่าสเกลอิสระตามแกน X, Y, Z และเติมสีหรือลวดลายให้กับองค์ประกอบตาข่ายแต่ละส่วนของพื้นผิว
• · 3. แผนที่ข้อมูลเบื้องต้น (Post Map) แผนที่เหล่านี้ใช้เพื่อแสดงข้อมูลจุดในรูปแบบของสัญลักษณ์พิเศษและป้ายข้อความสำหรับจุดเหล่านั้น ขณะเดียวกันก็นำมาแสดง ค่าตัวเลขณ จุดหนึ่ง คุณสามารถควบคุมขนาดของสัญลักษณ์ (การพึ่งพาเชิงเส้นหรือกำลังสอง) หรือนำไปใช้ได้ สัญลักษณ์ต่างๆตามช่วงข้อมูล การสร้างแผนที่เดียวสามารถทำได้โดยใช้หลายไฟล์
• · 4. แผนที่ฐาน นี่อาจเป็นภาพแบนเกือบทุกภาพที่ได้จากการนำเข้าไฟล์ในรูปแบบกราฟิกต่างๆ: AutoCAD [.DXF], Windows Metafile [.WMF], บิตแมปกราฟิก [.TIF], [.BMP], [.PCX], [.GIF ] , [.JPG] และอื่นๆ อีกมากมาย การ์ดเหล่านี้สามารถใช้งานได้มากกว่าแค่เรียบง่าย เอาต์พุตภาพแต่ยังแสดงบางพื้นที่ว่างด้วย

การใช้ตัวเลือกต่างๆ สำหรับการซ้อนทับแผนที่ประเภทหลักเหล่านี้และตำแหน่งที่แตกต่างกันในหน้าเดียว คุณจะได้รับตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการแสดงวัตถุและกระบวนการที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันง่ายมากที่จะรับตัวเลือกต่างๆ สำหรับแผนที่ที่ซับซ้อนพร้อมรูปภาพรวมของการกระจายของพารามิเตอร์หลายตัวในคราวเดียว ผู้ใช้สามารถแก้ไขได้โดยใช้เครื่องมือวาดภาพในตัวของ Surfer

ระเบียบวิธีในการสร้างแผนที่โครงสร้างของหลังคา (ด้านล่าง) ของชั้นหินที่รองรับน้ำมันและส่วนทางธรณีวิทยา

• 1. สร้างตามไฟล์ แผนที่ฐานในระดับ 1 ซม. 1,000 เมตร
• 2. แปลงขอบเขตของพื้นที่ที่ได้รับใบอนุญาตให้เป็นดิจิทัล
• 3. แปลงหลุมเป็นดิจิทัลและบันทึกในรูปแบบ ไฟล์ DAT“หลังคา” (คอลัมน์ A - ลองจิจูด, คอลัมน์ B - ละติจูด, คอลัมน์ C - ความลึกของหลังคา, คอลัมน์ D - หมายเลขหลุม, คอลัมน์ C - ประเภทหลุม: การผลิตที่มีตัวเลขสามหลัก, ส่วนที่เหลือ - การสำรวจ)
• 4. แปลงเส้นโปรไฟล์ให้เป็นดิจิทัล บันทึก "บรรทัดโปรไฟล์" ในรูปแบบ BLN ด้วยเซลล์ว่าง B1
• 5. สร้าง “แผนที่ภาพรวมของพื้นที่ที่ได้รับใบอนุญาต” พร้อมเลเยอร์ - ขอบเขต เส้นโปรไฟล์ และบ่อน้ำพร้อมคำบรรยาย
• 6. เพิ่มเลเยอร์ "แผนที่โครงสร้างของหลังคาของรูปแบบ YuS2" ลงในแผนที่ภาพรวม - เรียบ (โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ 3 สำหรับสองพิกัด) แยกทุกๆ 5 เมตร (ภาคผนวก 1)
• 7. สร้าง "โปรไฟล์สำหรับหลังคาของรูปแบบ YUS2" - สเกลแนวนอนตรงกับสเกลแผนที่ สเกลแนวตั้งคือ 1 ซม. 5 เมตร

ซอฟต์แวร์โปรไฟล์แผนที่ทางธรณีวิทยา

มิคาอิล วลาดิมีโรวิช โมโรซอฟ:
เว็บไซต์ส่วนบุคคล

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (บทเรียน แผนที่-1): การสร้างแผนที่ธรณีเคมีใน Golden Software Surfer (แนวทางทั่วไป ขั้นตอนและเนื้อหาของงาน แบบฟอร์มรายงาน)

ดี " วิธีการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในธรณีวิทยา"

การ์ด-1. การสร้างแผนที่ธรณีเคมีใน Golden Software Surfer: วิธีการทั่วไป ขั้นตอน และเนื้อหาของงาน แบบฟอร์มรายงาน.
การ์ด-2. หลักการทำงานร่วมกับ Golden Software Surfer

ในการค้นหาตำแหน่งการสะสมของโลหะที่มีประโยชน์ในเปลือกโลก จำเป็นต้องมีแผนที่ธรณีเคมี จะสร้างมันขึ้นมาได้อย่างไร? สิ่งนี้ต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่ดีและแนวทางที่เป็นระบบ มาทำความรู้จักกับหลักการและขั้นตอนหลักของงานนี้กันดีกว่า

ทฤษฎี

การสร้างแผนที่ธรณีเคมีในโปรแกรม Golden Software Surfer

ข้อมูลเบื้องต้นในการสร้างแผนที่ธรณีเคมีจำเป็นต้องเตรียมการ สเปรดชีตซึ่งมีอย่างน้อยสามคอลัมน์: สองคอลัมน์แรกมีพิกัดทางภูมิศาสตร์ของจุดสังเกต (การสุ่มตัวอย่าง) จุด X และ Y คอลัมน์ที่สามมีค่าที่แมป เช่น เนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมี

พิกัด: ใน Surfer เราใช้ พิกัดสี่เหลี่ยม (หน่วยเป็นเมตร)แม้ว่าในคุณสมบัติแผนที่ คุณสามารถเลือกระหว่างระบบพิกัดที่เป็นไปได้ พิกัดเชิงขั้วต่างๆ (เป็นองศา-นาที-วินาที) ในทางปฏิบัติ เมื่อทำงานกับรูปภาพบนกระดาษแผ่นเรียบ จะสะดวกกว่าในการทำงานในระบบพิกัดสี่เหลี่ยมในรูปแบบที่กำหนดเอง

พิกัดมาจากไหน:
1. เมื่อบันทึกจุดบนไซต์ พิกัดจะถูกดึงมาจากอุปกรณ์ภูมิประเทศ GPS หรือ GLONASS ในรูปแบบของพิกัดเชิงขั้ว (เช่น ในระบบพิกัด WGS84). ตอนนี้อุปกรณ์อ้างอิงโทโปอาจดูเหมือนสมาร์ทโฟน แต่การใช้อุปกรณ์พิเศษซึ่งเรียกกันติดปากว่า "รถจี๊ป" สะดวกและเชื่อถือได้มากกว่า
2. เมื่อถ่ายโอนข้อมูลจากผู้สำรวจภูมิประเทศไปยังคอมพิวเตอร์ พิกัดจะถูกแปลงจากระบบพิกัดเชิงขั้วเป็นระบบพิกัดสี่เหลี่ยมที่ใช้ (เช่น ในระบบ ยูทีเอ็ม, ปุลโคโว-1942แต่คุณยังสามารถใช้ ท้องถิ่นระบบ geodetic ที่นำมาใช้ในองค์กรเฉพาะ) การแปลงพิกัดเชิงขั้วเป็นพิกัดสี่เหลี่ยมจะสะดวกในการใช้งานโปรแกรม โอซี่ เอ็กซ์พลอเรอร์.
3. คอลัมน์ของสเปรดชีตที่เตรียมไว้สำหรับการทำงานกับ Surfer ควรมีพิกัดสี่เหลี่ยมเป็นเมตร

การทำแผนที่ปริมาณ: เพื่อสร้างแผนที่การฝึกแบบแยกเราจะใช้ ลอการิทึมของเนื้อหาองค์ประกอบทางเคมีใด ๆ ทำไมต้องลอการิทึม? เพราะกฎการกระจายเนื้อหาองค์ประกอบย่อยนั้นเป็นลอการิทึมเกือบตลอดเวลา แน่นอนใน งานจริงก่อนอื่นคุณต้องตรวจสอบกฎการกระจายเพื่อเลือกประเภทของปริมาณ: ค่าดั้งเดิมหรือลอการิทึม

ประเภทของแผนที่ที่ใช้ในธรณีเคมี. นอกเหนือจากแผนที่รูปร่างแล้ว นักธรณีเคมีมักใช้แผนที่ประเภทอื่น แต่ไม่ใช่แผนที่ประเภทต่างๆ มากมายที่ Surfer สามารถสร้างได้ แต่จะมีเพียงแผนที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น พวกเขาอยู่ด้านล่าง

1. แผนที่ข้อเท็จจริงเป็นจุดแสดงตำแหน่งสุ่มตัวอย่างภาคพื้นดิน ใกล้จุดที่คุณสามารถแสดงเครื่องหมาย - หมายเลขรั้ว แต่ในระหว่างการค้นหาธรณีเคมีมีหลายจุดซึ่งโดยปกติแล้วป้ายกำกับจะ "เกะกะ" พื้นที่แผนที่เท่านั้นและไม่แสดง ในการสร้างแผนผังข้อเท็จจริงเราใช้ฟังก์ชัน โพสต์แผนที่.

2. แผนที่จุดเนื้อหาองค์ประกอบทางเคมีบนวงกลม (หรือสัญลักษณ์อื่นๆ) ที่มีขนาดต่างกันจะระบุถึงส่วนประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน ณ จุดสุ่มตัวอย่าง หากเราใช้แผนที่ดังกล่าว ก็ไม่จำเป็นต้องใช้แผนที่ข้อเท็จจริงแยกต่างหากอีกต่อไป - จุดต่างๆ ของแผนที่ทั้งสองจะทับซ้อนกัน แผนที่จุด (หรือ "แผนที่โปสเตอร์") ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้องค์ประกอบที่ต้องการค้นหาในระดับสูงมองเห็นได้ชัดเจน คำอธิบายระบุความสอดคล้องระหว่างขนาดของวงกลมและเนื้อหาขององค์ประกอบในหน่วย g/t นอกจากขนาดแล้วสีของวงกลมอาจมีการเปลี่ยนแปลง แก้วแต่ละประเภท (ขนาด สี) สอดคล้องกับช่วงเนื้อหาที่กำหนดด้วยตนเอง เหล่านั้น. ประเภทต่างๆวงกลมเป็นคลาสของจุดที่แตกต่างกันตามเนื้อหาองค์ประกอบ ดังนั้นจึงเรียกว่าเครื่องมือสำหรับสร้างแผนที่ดังกล่าว แผนที่โพสต์คลาส. สะดวกในการสร้างแผนที่การโพสต์ที่ด้านบนของแผนที่แยกเพื่อดูว่าแผนที่หลัง (ซึ่งเป็นแผนที่ที่คำนวณคือสร้างขึ้นจากผลลัพธ์ของการแก้ไขข้อมูล) รวมกับแผนที่ดั้งเดิมที่ได้รับจากห้องปฏิบัติการอย่างไร เช่น. เนื้อหา "จริง" สะดวกในการพล็อตการโพสต์องค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่ง (เช่น ทองคำ) บนแผนที่ในส่วนแยกของพารามิเตอร์การค้นหาอื่น (องค์ประกอบดาวเทียม ปัจจัยทางสถิติ พารามิเตอร์ทางธรณีฟิสิกส์ ฯลฯ ) สิ่งสำคัญ: หลังการก่อสร้าง แผนที่ประเภท Classed Post Map ไม่สามารถแปลงเป็น Post Map ได้ และในทางกลับกันด้วย

3. แผนที่แบบแยกแผนที่ที่แท้จริงของพารามิเตอร์ที่ต้องการ ซึ่งจะแสดงการไล่ระดับเนื้อหาที่แตกต่างกันด้วยการเติมสีที่แตกต่างกัน ต้องมีคำอธิบายที่เชื่อมโยงสีเติมกับระดับเกรดด้วย การไล่สีของการเติมจะถูกปรับด้วยตนเอง เครื่องมือ - แผนที่คอนทัวร์. นอกเหนือจากเนื้อหาที่แท้จริงขององค์ประกอบ (หรือลอการิทึม) แผนที่ของตัวบ่งชี้หลายองค์ประกอบยังใช้กันอย่างแพร่หลายในธรณีเคมี สิ่งเหล่านี้อาจเป็นค่าสัมประสิทธิ์การคูณ (โดยที่เนื้อหาขององค์ประกอบหลายอย่างถูกคูณ) แผนที่ของค่าปัจจัย (ส่วนประกอบหลัก) เป็นต้น ที่จริงแล้วงานของนักธรณีเคมีคือการหาตัวบ่งชี้ที่ช่วยให้เขาสามารถแก้ไขปัญหาทางธรณีวิทยาได้ เนื่องจากตามกฎแล้วตัวบ่งชี้ดังกล่าวจะแสดงออกมาในพฤติกรรมโดยรวมขององค์ประกอบ จึงค่อนข้างเป็นธรรมชาติที่แผนที่องค์ประกอบเดียว (เช่น แผนที่ขององค์ประกอบเดี่ยวๆ เดียว) มักจะให้ข้อมูลน้อยกว่าองค์ประกอบที่มีหลายองค์ประกอบ ดังนั้นขั้นตอนการสร้างแผนที่จึงมักจะนำหน้าด้วยขั้นตอน การประมวลผลทางสถิติข้อมูลที่ได้รับผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ทางสถิติหลายตัวแปร เช่น PCA (วิธีการองค์ประกอบหลัก)

4. การสรุปแผนที่ตามค่าเริ่มต้น Surfer จะสร้างแผนที่สี่เหลี่ยม หากจุดสุ่มตัวอย่างไม่ก่อตัวเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ปรากฎว่าพื้นที่สุ่มตัวอย่างถูกจารึกไว้ในสี่เหลี่ยมที่สร้างขึ้นอย่างเทียม ซึ่งส่วนหนึ่งของพื้นที่ไม่ได้ถูกสุ่มตัวอย่างจริง แผนที่รูปร่างจะครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมด ดังนั้นพื้นที่ที่ยังไม่ผ่านการทดสอบของแผนที่จะมีข้อมูลสมมติอยู่ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จำเป็นต้องจำกัดพื้นที่สร้างแผนที่ให้เหลือเพียงส่วนของพื้นที่ซึ่งมีข้อมูลสุ่มตัวอย่าง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พื้นที่สุ่มตัวอย่างจะต้องมีเส้นพิเศษกำหนดไว้ซึ่งสามารถวาดได้ด้วยตนเอง เอาท์พุตของโครงร่างจังหวะจะดำเนินการโดยใช้ฟังก์ชัน แผนที่ฐาน.

ขั้นตอนการสร้างแผนที่

3. การสร้างแผนที่ข้อเท็จจริง [แผนที่-3] 5. การสร้างแผนที่จุด (“แผนที่โพสต์”) [แผนที่-5] 9. การสร้างแผนที่พื้นผิวและการออกแบบเพื่อให้ได้เนื้อหาข้อมูลที่เหมาะสมที่สุด [map-6, ต่อ]

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน

ที่ให้ไว้: สารบัญขององค์ประกอบทางเคมีและลอการิทึมพร้อมพิกัดของจุดสุ่มตัวอย่าง

ออกกำลังกาย:

1. สร้างแผนที่ข้อเท็จจริง

2. สร้างแผนผังจุดตามเนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมี เลือกการแสดงจุดสำหรับคลาสต่างๆ

3. สร้างโครงร่างของพื้นที่การทำแผนที่ด้วยตัวคุณเองแล้วสร้างมันขึ้นมา

4. รวมรูปร่างของพื้นที่ แผนที่จุดองค์ประกอบ และแผนที่ข้อเท็จจริงเข้าด้วยกัน ในลำดับนี้ในตัวจัดการออบเจ็กต์ แสดงคำอธิบายสำหรับแผนที่จุด

5. สร้างไฟล์กริด ("กริด") สำหรับลอการิทึมของเนื้อหาองค์ประกอบโดยใช้วิธีสามเหลี่ยม ตรวจสอบ ทำซ้ำด้วยวิธีอื่น

6. สร้าง variogram เพื่อสร้างไฟล์กริดโดยใช้วิธี kraiging ตรวจสอบ

7. สร้างไฟล์กริด (“กริด”) สำหรับลอการิทึมของเนื้อหาองค์ประกอบโดยใช้วิธี kraiging โดยใช้พารามิเตอร์ variogram

8. ปรับไฟล์ตาข่ายผลลัพธ์ให้เรียบด้วยตัวกรองแบบธรรมดา

9. กู้คืนไฟล์กริดจากลอการิทึมเป็นเนื้อหา

10. ตัดไฟล์ mesh ตามแนวที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้

11. สร้างแผนที่พื้นผิวในแบบแยกและการเติมแบบไล่ระดับสีโดยใช้ไฟล์ mesh ที่สร้างขึ้น เพิ่มคำอธิบาย

12. ส่งออกแผนที่ที่สร้างขึ้นเป็น ไฟล์ JPGให้แทรกลงในรายงานในรูปแบบ Word (DOC)

แบบฟอร์มรายงาน.

) ตั้งชื่อตามเมืองโกลเดน รัฐโคโลราโด ซึ่งเป็นที่ตั้งของเมืองนี้ โดยมีมาตั้งแต่ปี 1983 และพัฒนาแพ็คเกจกราฟิกทางวิทยาศาสตร์ ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ตัวแรกของบริษัท Golden Graphics System ซึ่งเปิดตัวในปีเดียวกันนั้น ได้รับการออกแบบมาเพื่อประมวลผลและแสดงภาพของชุดข้อมูลที่อธิบายโดยฟังก์ชันสองมิติ เช่น z=f(y,x) ต่อจากนั้นแพ็คเกจนี้ได้รับชื่อ Surfer ซึ่งยังคงอยู่มาจนถึงทุกวันนี้ และอีกสองปีต่อมา แพ็คเกจ Grapher ก็ปรากฏขึ้น ซึ่งออกแบบมาเพื่อการประมวลผลและการแสดงกราฟของชุดข้อมูลและฟังก์ชัน เช่น y=f(x)

เป็นแพ็คเกจ DOS เหล่านี้ที่ได้รับความนิยมอย่างมาก (แน่นอนในรูปแบบของสำเนาที่ผิดกฎหมาย) ในช่วงปลายทศวรรษที่ 80 ในหมู่ผู้เชี่ยวชาญโซเวียตที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลข้อมูลทางคณิตศาสตร์ในด้านต่าง ๆ โดยส่วนใหญ่อยู่ในธรณีศาสตร์ที่หลากหลาย เช่น ธรณีวิทยา อุทกธรณีวิทยา แผ่นดินไหว นิเวศวิทยา อุตุนิยมวิทยา ตลอดจนสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

ในเวลาเดียวกัน เราเริ่มทำงานอย่างจริงจังกับแพ็คเกจ Surfer 4 สำหรับ DOS แตกต่างจากเพื่อนร่วมงานของเราจากแผนกอื่น ๆ (สถาบันของเราดำเนินการวิจัยในสาขาการสำรวจทางวิศวกรรมในการก่อสร้าง) ซึ่งมีส่วนร่วมในการแก้ไขปัญหาที่เฉพาะเจาะจงมากในไซต์งานเฉพาะและทำงานร่วมกับ Surfer ในฐานะผลิตภัณฑ์แบบสแตนด์อโลนสำหรับผู้ใช้ปลายทาง เราในฐานะนักพัฒนา ถูกดึงดูดโดยความเป็นไปได้ของการใช้แพ็คเกจนี้ในตัวในโปรแกรมของเราเอง

แนวคิดนี้ง่ายมาก - Surfer สามารถทำงานได้ทั้งแบบโต้ตอบและในโหมดแบทช์ ลำดับที่แน่นอนฟังก์ชั่นตามข้อมูลจากคำสั่งและไฟล์ข้อมูล ด้วยการสร้างไฟล์เหล่านี้ในโปรแกรมของเรา เราสามารถบังคับให้แพ็คเกจภายนอกดำเนินการตามที่เราต้องการได้ ในเวลาเดียวกัน ผู้ใช้ที่ดู เช่น รูปภาพของแผนที่แยกหรือพิมพ์ ไม่ได้สงสัยด้วยซ้ำว่าเขากำลังทำงานกับแพ็คเกจอื่น

โดยรวมแล้วเราชอบ Surfer มาก เรายังคงถือว่านี่เป็นตัวอย่างคลาสสิกของผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ที่ยอดเยี่ยม อินเทอร์เฟซแบบโต้ตอบที่สะดวกไม่มีสถาปัตยกรรมหรูหรา อินเทอร์เฟซแบบเปิดและเข้าใจได้สำหรับโปรแกรมเมอร์ อัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว โค้ดที่กะทัดรัดมาก การร้องขอทรัพยากรเพียงเล็กน้อย กล่าวโดยสรุป มันเป็นรูปแบบหนึ่งของการสร้างซอฟต์แวร์ ซึ่งส่วนใหญ่สูญหายไปในปัจจุบัน โดยให้ความเคารพผู้ใช้ในอนาคต ไม่ใช่ด้วยคำพูด แต่เป็นการกระทำ (เรายินดีเป็นอย่างยิ่งที่รูปแบบนี้ได้รับการเก็บรักษาไว้ในการพัฒนาในภายหลังโดย Golden Software)

ตามเวอร์ชันที่ได้ยินในปี 1994 ที่การประชุมนานาชาติเกี่ยวกับแบบจำลองทางธรณีวิทยาเชิงวิเคราะห์ในอินเดียแนโพลิส ผู้เขียน Surfer และผู้ก่อตั้งบริษัทเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาอุทกธรณีวิทยาที่มหาวิทยาลัยแห่งหนึ่งในอเมริกา รากฐาน "ทางธรณีวิทยา" ของผลิตภัณฑ์ของบริษัทดูเหมือนเกือบจะเป็นข้อเท็จจริงที่ชัดเจน

จริงๆ แล้วเมืองทองนั้นเล็กและกล้าหาญ เป็นที่ตั้งของศูนย์ฝึกอบรมทางธรณีวิทยาที่มีชื่อเสียง Colorado School of Mines และบริษัทในเครือคือ International Ground Water Modeling Center ซึ่งสร้าง ทดสอบ และจัดจำหน่ายโปรแกรมอุทกธรณีวิทยา (รวมถึงโปรแกรมที่จัดทำโดยนักพัฒนาอิสระ)

เวลาผ่านไป แต่ถึงแม้การแข่งขันจะรุนแรง แต่แพ็คเกจ Golden Software (ส่วนใหญ่เป็น Surfer) ยังคงได้รับความนิยมอย่างมากทั้งในสหรัฐอเมริกาและในประเทศอื่น ๆ ลิงก์ไปยังสิ่งเหล่านี้มีอยู่ในสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์เกือบทุกฉบับหรือผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขและการประมวลผลข้อมูลการทดลอง

ในปี 1990 บริษัทได้ประกาศหยุดการพัฒนาเวอร์ชันสำหรับ DOS และการเริ่มต้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์สำหรับ Windows ในปี 1991 แพ็คเกจ MapViewer ใหม่ปรากฏขึ้น (เครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์และการแสดงภาพข้อมูลตัวเลขที่กระจายทางภูมิศาสตร์และสร้างแผนที่เฉพาะเรื่องที่ให้ข้อมูล - ซอฟต์แวร์การทำแผนที่เฉพาะเรื่อง) จากนั้นแพ็คเกจ Windows เวอร์ชันที่รู้จักอยู่แล้วก็เปิดตัว: ในปี 1993 - Grapher 1.0 และในปี 1994 - เซิร์ฟเฟอร์ 5.0 ในปี 1996 มีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่อีกตัว - Didger (ระบบดิจิทัล) ข้อมูลกราฟิก) ซึ่งช่วยเสริมการทำงานของโปรแกรม Golden Software อื่น ๆ ได้สำเร็จอย่างมาก

อย่างไรก็ตามควรเน้นที่นี่ว่าเมื่อหยุดการพัฒนาเวอร์ชันสำหรับ DOS แล้ว บริษัท ยังคงสนับสนุนเวอร์ชันเหล่านี้จนถึงปี 1995: การขาย สำเนาลิขสิทธิ์การให้คำปรึกษา ฯลฯ ทัศนคติที่ให้ความเคารพต่อผู้ใช้ (การขายสิ่งที่ลูกค้าต้องการ และการไม่ทำงานบนหลักการ "เอาสิ่งที่คุณมี") เป็นสิ่งที่หาได้ยากในปัจจุบัน

โดยรวมแล้ว Golden Software เป็นตัวอย่างที่ให้คำแนะนำอย่างมากเกี่ยวกับจุดยืนที่ยั่งยืนของบริษัทขนาดเล็กที่พัฒนาและจำหน่ายผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ใน "ช่องทางเชิงนิเวศน์" ของตลาดคอมพิวเตอร์ทั่วโลก

นอกจากนี้ควรสังเกตว่าการเกิดขึ้นของระบบที่มีประสิทธิภาพซึ่งดูเหมือนจะทำ "ทั้งหมดทั้งหมด" (ตัวอย่างเช่นการรวมเครื่องมือกราฟิกในสเปรดชีตหรือ GIS ที่มีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลการทำแผนที่) ไม่ได้สั่นคลอนตำแหน่งของ แพ็คเกจซอฟต์แวร์พิเศษขนาดเล็ก ซอฟต์แวร์เฉพาะทางดังกล่าวเหนือกว่าระบบบูรณาการขนาดใหญ่ในด้านฟังก์ชันการทำงานและความสะดวกในการใช้งานอย่างมาก ข้อได้เปรียบสุดท้ายมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อวิเคราะห์ข้อมูลการทดลองจำนวนมหาศาล ไม่ใช่แค่เมื่อสร้างผลการวิจัยในรูปแบบกราฟิกการนำเสนอเท่านั้น ควรเพิ่มความต้องการเล็กน้อยของโปรแกรมดังกล่าวในแง่ของพลังงานคอมพิวเตอร์และราคา

ปัจจุบัน Golden Software มีผลิตภัณฑ์สี่รายการสำหรับ Windows 95/98/NT: Surfer 6.0, Grapher 2.0, MapViewer 3.0 และ Didger 1.0 นี่คือสิ่งที่เราจะพูดถึงในรีวิวของเรา

แพ็คเกจ Surfer - การประมวลผลและการสร้างภาพฟังก์ชันสองมิติ

Surfer 5.0 สำหรับ Windows 3.x เปิดตัวในปี 1994 หนึ่งปีต่อมาพร้อมกับการเปิดตัว Windows 95 Surfer 6.0 ได้เปิดตัวซึ่งนำเสนอในสองเวอร์ชัน - 32 บิตเพื่อใช้งาน สภาพแวดล้อมของวินโดวส์ NT และ Windows 95 และ 16 บิตสำหรับ Windows 3.1 เมื่อติดตั้งแพ็คเกจ ผู้ใช้สามารถเลือกเวอร์ชันของโปรแกรมที่ต้องการได้ด้วยตนเอง หรือมอบหมายให้โปรแกรมติดตั้งซึ่งจะกำหนดการกำหนดค่าระบบและเลือกเวอร์ชันโดยอัตโนมัติ เราจะอธิบายแพ็คเกจดังต่อไปนี้: ก่อนอื่นเราจะพูดถึงความสามารถของเวอร์ชัน 5.0 จากนั้นเกี่ยวกับนวัตกรรมของ Surfer 6.0

วัตถุประสงค์หลักของ Surfer คือการประมวลผลและแสดงภาพชุดข้อมูลสองมิติที่อธิบายโดยฟังก์ชัน เช่น z=f(x, y) ตรรกะของการทำงานกับแพ็คเกจสามารถแสดงในรูปแบบของบล็อกการทำงานหลักสามประการ: ก) การสร้างแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล; b) การทำงานเสริมด้วยแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล c) การสร้างภาพพื้นผิว

การสร้างแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล

แม้จะมีความน่าประทับใจของการแสดงภาพข้อมูลกราฟิก แต่จุดเด่นของแพ็คเกจดังกล่าวก็คือเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่นำมาใช้ในแพ็คเกจเหล่านั้น ความจริงก็คือโดยไม่ได้รับคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถาม: "วิธีใดเป็นพื้นฐานสำหรับการแปลงข้อมูลและคุณสามารถดูการประเมินความน่าเชื่อถือของการแปลงทั้งหมดนี้ได้ที่ไหน" ผู้ใช้ (ในกรณีนี้ เป็นไปได้มากว่า นักวิทยาศาสตร์) อาจไม่สนใจข้อดีอื่นๆ ทั้งหมดของโปรแกรมอีกต่อไป

แบบจำลองพื้นผิวดิจิทัลจะแสดงแบบดั้งเดิมเป็นค่าในโหนดของตารางปกติสี่เหลี่ยมซึ่งความแยกจะถูกกำหนดขึ้นอยู่กับปัญหาเฉพาะที่กำลังแก้ไข ในการจัดเก็บค่าดังกล่าว Surfer จะใช้ไฟล์ GRD ของตัวเอง (รูปแบบไบนารีหรือข้อความ) ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานสำหรับแพ็คเกจการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มายาวนาน

โดยหลักการแล้วมีสามตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการรับค่าที่โหนดกริด ทั้งหมดถูกนำไปใช้ในแพ็คเกจ:

1. ตามข้อมูลเริ่มต้นที่ระบุ ณ จุดใดก็ได้ของภูมิภาค (ที่โหนดของตารางที่ผิดปกติ) โดยใช้อัลกอริธึมการประมาณค่าสำหรับฟังก์ชันสองมิติ
2. การคำนวณค่าของฟังก์ชันที่ผู้ใช้ระบุอย่างชัดเจน แพ็คเกจนี้มีฟังก์ชันที่ค่อนข้างหลากหลาย - ตรีโกณมิติ, เบสเซล, เลขชี้กำลัง, สถิติและอื่น ๆ (รูปที่ 1)
3. การเปลี่ยนจากตารางปกติหนึ่งไปยังอีกตารางหนึ่งเช่นเมื่อเปลี่ยนความไม่ต่อเนื่องของตาราง (ตามกฎแล้วจะใช้การแก้ไขและอัลกอริธึมการปรับให้เรียบที่ค่อนข้างง่ายเนื่องจากถือว่าการเปลี่ยนแปลงจะดำเนินการจากพื้นผิวเรียบหนึ่งไปยังอีกพื้นผิวหนึ่ง) .

นอกจากนี้ แน่นอน คุณสามารถใช้แบบจำลองพื้นผิวดิจิทัลสำเร็จรูปที่ผู้ใช้ได้รับได้ เช่น จากการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลข (นี่เป็นตัวเลือกที่ค่อนข้างธรรมดาสำหรับการใช้แพ็คเกจ Surfer เป็นตัวประมวลผลภายหลัง)

ตัวเลือกแรกในการรับแบบจำลองกริดมักพบในปัญหาในทางปฏิบัติและเป็นอัลกอริธึมสำหรับการประมาณค่าฟังก์ชันสองมิติเมื่อย้ายจากกริดที่ผิดปกติไปเป็นกริดปกติที่เป็น "ทรัมป์การ์ด" ของแพ็คเกจ

ความจริงก็คือขั้นตอนการส่งผ่านจากค่าที่จุดแยกไปยังพื้นผิวนั้นไม่สำคัญและคลุมเครือ สำหรับงานและประเภทข้อมูลที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมที่แตกต่างกัน (หรือไม่ใช่ "จำเป็น" แต่ "เหมาะสมกว่า" เนื่องจากตามกฎแล้วไม่มีสิ่งใดที่เหมาะสม 100%) ดังนั้นประสิทธิผลของโปรแกรมสำหรับการประมาณค่าฟังก์ชันสองมิติ (ซึ่งใช้กับปัญหาของฟังก์ชันหนึ่งมิติด้วย แต่สำหรับฟังก์ชันสองมิติทุกอย่างมีความซับซ้อนและหลากหลายกว่ามาก) จึงถูกกำหนดโดยประเด็นต่อไปนี้:

1. ชุดวิธีการแก้ไขต่างๆ
2. ความสามารถของผู้วิจัยในการควบคุมพารามิเตอร์ต่าง ๆ ของวิธีการเหล่านี้
3. ความพร้อมของวิธีการประเมินความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของพื้นผิวที่สร้างขึ้น
4. โอกาสในการชี้แจงผลลัพธ์ตาม ประสบการณ์ส่วนตัวผู้เชี่ยวชาญ โดยคำนึงถึงปัจจัยเพิ่มเติมหลายประการที่ไม่สามารถสะท้อนให้เห็นในแหล่งข้อมูลได้

Surfer 5.0 นำเสนออัลกอริธึมการแก้ไขเจ็ดแบบแก่ผู้ใช้: Kriging, ระยะทางผกผัน, ความโค้งขั้นต่ำ, ฟังก์ชัน Radial Basis, การถดถอยพหุนาม, วิธี Shepard ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างวิธีระยะทางผกผันกับเส้นโค้ง) และสมการสามเหลี่ยม ขณะนี้การคำนวณ Mesh แบบปกติสามารถทำได้กับไฟล์ชุดข้อมูล X, Y, Z ทุกขนาด และตัว Mesh เองก็สามารถมีขนาดได้ 10,000 x 10,000 โหนด

การเพิ่มจำนวนวิธีการแก้ไขสามารถขยายขอบเขตของปัญหาที่ต้องแก้ไขได้อย่างมาก โดยเฉพาะวิธี Triangulation สามารถใช้สร้างพื้นผิวโดยใช้ค่าที่แน่นอนของข้อมูลเริ่มต้น (เช่น พื้นผิวโลกตามข้อมูลการสำรวจเชิงภูมิศาสตร์) และอัลกอริทึม Polynomial Regression สามารถใช้วิเคราะห์แนวโน้มของ พื้นผิว.

ในเวลาเดียวกัน มีโอกาสมากมายสำหรับการควบคุมวิธีการแก้ไขในส่วนของผู้ใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วิธีการ Kricking เชิงธรณีสถิติที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการประมวลผลข้อมูลการทดลอง ขณะนี้มีความเป็นไปได้ในการใช้งานด้วย รุ่นต่างๆวาริโอแกรม โดยใช้รูปแบบของอัลกอริธึมที่มีการดริฟท์ และคำนึงถึงแอนไอโซโทรปี เมื่อคำนวณพื้นผิวและรูปภาพคุณสามารถกำหนดขอบเขตของขอบเขตของการกำหนดค่าโดยพลการได้ (รูปที่ 2)

นอกจากนั้นยังมีบิวท์อิน โปรแกรมแก้ไขกราฟิกสำหรับการป้อนและแก้ไขค่าข้อมูลพื้นที่กริด ในขณะที่ผู้ใช้เห็นผลการกระทำของเขาทันทีในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงในแผนที่แยก (รูปที่ 3) สำหรับปัญหาทั้งระดับ (โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับคำอธิบายของข้อมูลธรรมชาติ) ซึ่งตามกฎแล้วไม่สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แน่นอน ฟังก์ชันนี้มักจำเป็น

การป้อนข้อมูลจะดำเนินการจาก [.DAT] (Golden Software Data), [.SLK] (Microsoft SYLK), [.BNA] (Atlas Boundary) หรือไฟล์ข้อความ ASCII ธรรมดา รวมถึงจากสเปรดชีต Excel [.XLS] และ โลตัส [.WK1, .WKS] ข้อมูลต้นฉบับสามารถป้อนหรือแก้ไขได้โดยใช้สเปรดชีตในตัวของแพ็คเกจ และการดำเนินการข้อมูลเพิ่มเติม เช่น การเรียงลำดับและการแปลงตัวเลขโดยใช้สมการที่ผู้ใช้กำหนดก็สามารถทำได้

การดำเนินการเสริมกับพื้นผิว

Surfer สำหรับ Windows มี ชุดใหญ่วิธีเพิ่มเติมสำหรับการแปลงพื้นผิวและการทำงานต่าง ๆ ด้วย:

• การคำนวณปริมาตรระหว่างสองพื้นผิว
• การเปลี่ยนจากตารางปกติหนึ่งไปยังอีกตารางหนึ่ง
• การแปลงพื้นผิวโดยใช้การดำเนินการทางคณิตศาสตร์กับเมทริกซ์
• การผ่าพื้นผิว (การคำนวณโปรไฟล์);
• การคำนวณพื้นที่ผิว
• การปรับพื้นผิวให้เรียบโดยใช้วิธีเมทริกซ์หรือร่องฟัน
• การแปลงรูปแบบไฟล์
• ฟังก์ชั่นอื่น ๆ อีกมากมาย

สามารถประเมินคุณภาพของการประมาณค่าได้โดยใช้การประเมินทางสถิติของการเบี่ยงเบนของค่าจุดเดิมจากพื้นผิวผลลัพธ์ นอกจากนี้ การคำนวณทางสถิติหรือการแปลงทางคณิตศาสตร์สามารถทำได้สำหรับชุดย่อยของข้อมูลใดๆ รวมถึงการใช้นิพจน์ฟังก์ชันที่ผู้ใช้กำหนด

การแสดงภาพพื้นผิว

พื้นผิวสามารถแสดงเป็นกราฟิกได้สองรูปแบบ: แผนที่รูปร่างหรือภาพสามมิติของพื้นผิว ในขณะเดียวกัน งานของ Surfer ก็ยึดหลักการก่อสร้างดังต่อไปนี้:

1. รับภาพโดยการซ้อนทับเลเยอร์กราฟิกโปร่งใสและทึบแสงหลายชั้น
2. การนำเข้ารูปภาพที่เสร็จแล้ว รวมถึงรูปภาพที่ได้รับในแอปพลิเคชันอื่น
3. การใช้เครื่องมือวาดภาพพิเศษตลอดจนการใช้ข้อมูลข้อความและสูตรเพื่อสร้างใหม่และแก้ไขภาพเก่า

การใช้อินเทอร์เฟซแบบหลายหน้าต่างทำให้คุณสามารถเลือกโหมดการทำงานที่สะดวกที่สุดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คุณสามารถดูข้อมูลตัวเลขในรูปแบบของสเปรดชีต แผนที่ที่อิงตามข้อมูลนี้ และได้พร้อมกัน ข้อมูลพื้นฐานจากไฟล์ข้อความ (รูปที่ 4)

Surfer 5.0 ใช้ประเภทแผนที่ต่อไปนี้เป็นองค์ประกอบภาพหลัก:

1. แผนที่คอนทัวร์ นอกเหนือจากวิธีการดั้งเดิมในการควบคุมโหมดการแสดงผลของเส้นแยก แกน กรอบ เครื่องหมาย คำอธิบาย ฯลฯ แล้ว ความสามารถในการสร้างแผนที่โดยการเติมแต่ละโซนด้วยสีหรือรูปแบบต่างๆ ได้ถูกนำมาใช้ (รูปที่ 5) นอกจากนี้ ภาพแผนที่แบบเรียบสามารถหมุนและเอียงได้ และสามารถใช้มาตราส่วนอิสระตามแกน X และ Y ได้
2. ภาพสามมิติของพื้นผิว (3D Surface Map) แผนที่เหล่านี้ใช้การฉายภาพประเภทต่างๆ และสามารถหมุนและเอียงภาพได้โดยใช้อินเทอร์เฟซแบบกราฟิกที่เรียบง่าย คุณยังสามารถวาดเส้นตัดและเส้นแยกบนเส้นเหล่านั้นได้ (รูปที่ 6) ตั้งค่ามาตราส่วนอิสระตามแกน X, Y, Z และเติมองค์ประกอบตารางแต่ละส่วนของพื้นผิวด้วยสีหรือลวดลาย
3. แผนที่ของข้อมูลเบื้องต้น (Post Map) แผนที่เหล่านี้ใช้เพื่อแสดงข้อมูลจุดในรูปแบบของสัญลักษณ์พิเศษและป้ายข้อความสำหรับจุดเหล่านั้น ในกรณีนี้ ในการแสดงค่าตัวเลข ณ จุดใดจุดหนึ่ง คุณสามารถควบคุมขนาดของสัญลักษณ์ (การพึ่งพาเชิงเส้นหรือกำลังสอง) หรือใช้สัญลักษณ์ที่แตกต่างกันตามช่วงข้อมูล (รูปที่ 7) การสร้างแผนที่เดียวสามารถทำได้โดยใช้หลายไฟล์
4. แผนที่ฐาน นี่อาจเป็นภาพแบนเกือบทุกภาพที่ได้จากการนำเข้าไฟล์ในรูปแบบกราฟิกต่างๆ: AutoCAD [.DXF], DOS Surfer [.BLN, .PLT], Atlas Boundary [.BNA], Golden Software MapViewer [.GSB], Windows Metafile [ .WMF], กราฟเส้นดิจิทัลของ USGS [.LGO], กราฟิกบิตแมป [.TIF], [.BMP], [.PCX], [.GIF], [.JPG], [.DCX], [.TGA] และ คนอื่นบางคน แผนที่เหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้เพื่อแสดงรูปภาพเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อแสดงบางพื้นที่เป็นพื้นที่ว่างได้อีกด้วย นอกจากนี้ หากต้องการ สามารถใช้แผนที่เหล่านี้เพื่อหาขอบเขตเมื่อทำการคำนวณพื้นผิว การแปลงรูป การผ่า ฯลฯ

การใช้ตัวเลือกต่างๆ สำหรับการซ้อนทับแผนที่ประเภทหลักเหล่านี้และตำแหน่งที่แตกต่างกันในหน้าเดียว คุณจะได้รับตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการแสดงวัตถุและกระบวนการที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันง่ายมากที่จะรับตัวเลือกต่างๆ สำหรับแผนที่ที่ซับซ้อนพร้อมรูปภาพรวมของการกระจายของพารามิเตอร์หลายตัวในคราวเดียว (รูปที่ 8) ผู้ใช้สามารถแก้ไขได้โดยใช้เครื่องมือวาดภาพในตัวของ Surfer

การนำเสนอแผนที่หลายรูปแบบในรูปแบบของ "ชั้นวาง" สามมิติก็มีประสิทธิภาพและสะดวกในการวิเคราะห์เช่นกัน ยิ่งไปกว่านั้น นี่อาจเป็นการแสดงชุดข้อมูลเดียวกันที่แตกต่างกัน (เช่น รูปภาพสามมิติบวกกับแผนที่แยกสี: รูปที่ 9) หรือชุดของชุดที่แตกต่างกัน เช่น การกระจายพื้นที่ของพารามิเตอร์ตัวเดียว ในเวลาที่แตกต่างกันหรือหลายพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน (รูปที่ 10)

ความสามารถในการแสดงภาพทั้งหมดเหล่านี้มีประโยชน์อย่างมากในการวิเคราะห์เปรียบเทียบอิทธิพลของวิธีการประมาณค่าต่างๆ หรือพารามิเตอร์แต่ละตัวต่อลักษณะของพื้นผิวผลลัพธ์ (รูปที่ 11)

ควรแก้ไขปัญหาการใช้แบบอักษรภาษารัสเซียแยกกัน ความจริงก็คือว่าฟอนต์ SYM ที่มาพร้อมกับแพ็คเกจนั้นแน่นอนว่าไม่ใช่ Russified ดังนั้นคุณต้องใช้ฟอนต์ Windows TrueType แต่ไม่เหมาะกับโหมดเอาต์พุตภาพบางโหมด ตัวอย่างเช่น เมื่อข้อความแสดงเป็นมุม บางครั้งอักขระอาจบิดเบี้ยวเกินกว่าจะจดจำได้ ในกรณีนี้ เป็นการดีกว่าถ้าใช้แบบอักษรเวกเตอร์ SYM ที่มีการออกแบบบรรทัดเดียว (มองเห็นได้ชัดเจนเสมอ) และมีเพียงภาษาละตินเท่านั้นที่มีอยู่ในรูปแบบที่เสร็จสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม มีวิธีแก้ไขปัญหานี้ค่อนข้างง่าย

Surfer เวอร์ชัน DOS มี ยูทิลิตี้พิเศษ ALTERSYM เพื่อสร้างชุดฟอนต์ SYM ของคุณเอง (น่าเสียดายที่มันหายไปในเวอร์ชัน Windows ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้เวอร์ชัน DOS ได้) แต่อนุญาตให้คุณสร้างและแก้ไขเฉพาะชุดอักขระพื้นฐาน (รหัส ASCII 32-127) ครั้งหนึ่งเราแก้ไขปัญหานี้สำหรับเวอร์ชัน DOS ด้วยวิธีต่อไปนี้: เราเขียนยูทิลิตี้ที่สร้างชุดสัญลักษณ์ที่สมบูรณ์ (1-255) จากไฟล์เปล่าที่สร้างโดยโปรแกรม ALTERSYM ซึ่งโมดูลเอาต์พุต VIEW และ PLOT ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ วิธีนี้ค่อนข้างเหมาะสำหรับ Surfer เวอร์ชัน Windows

ภาพกราฟิกที่ได้สามารถส่งออกไปยังอุปกรณ์การพิมพ์ใดๆ ที่ Windows รองรับ หรือส่งออกเป็นรูปแบบไฟล์ เช่น AutoCAD [.DXF], Windows Metafile [.WMF], คลิปบอร์ดของ Windows [.CLP] รวมถึง HP Graphics Language [ .HPGL] และ PostScript แบบห่อหุ้ม [.EPS] การแลกเปลี่ยนข้อมูลและกราฟิกแบบสองทางกับแอปพลิเคชัน Windows อื่นๆ สามารถทำได้ผ่าน Windows Clipboard นอกจากนี้ภาพกราฟิกที่จัดทำใน Surfer สามารถส่งออกไปยังแพ็คเกจ MapViewer ซ้อนทับแผนที่ของอาณาเขตนั้นและรับแผนที่ของการกระจายของพารามิเตอร์นี้ในอาณาเขตเฉพาะ (รูปที่ 12 และ )

การควบคุมแพ็คเกจมาโคร

ใน Surfer 5.0 สร้างขึ้นในปี 1994 เกือบจะพร้อมกันด้วย แพ็คเกจสำนักงาน ไมโครซอฟต์ ออฟฟิศเวอร์ชัน 4.0 มีการนำแบบจำลองส่วนประกอบของวัตถุไปใช้โดยยึดตามการสนับสนุนกลไกการทำงานอัตโนมัติของ OLE 2.0 (ซึ่งปัจจุบันเรียกว่า ActiveX) ทำให้สามารถรวม Surfer เป็นเซิร์ฟเวอร์ ActiveX ในระบบประมวลผลและการสร้างแบบจำลองข้อมูลที่ซับซ้อนได้

ในภาษาใดๆ ที่สนับสนุนกลไกนี้ด้วย (เช่น Visual Basic, C++ หรือ วิชวลเบสิกสำหรับแอปพลิเคชัน) คุณสามารถเขียนไฟล์มาโครควบคุมสำหรับ Surfer ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อใช้ชุดไฟล์มาโคร คุณสามารถทำงานซ้ำๆ บ่อยๆ ได้โดยอัตโนมัติ หรือไฟล์ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้ในระหว่างการทำงานของโปรแกรมคำนวณแอปพลิเคชันใดๆ สำหรับการประมวลผลข้อมูลและการแสดงภาพอัตโนมัติ

ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันต่อไปนี้ซึ่งเขียนด้วย VB จะสร้างแผนผังรูปร่างและแทรกรูปภาพลงในสเปรดชีตชื่อ "Sheet1":

• ฟังก์ชั่น MakeMap();
• การกำหนดตัวแปร Surf เป็นวัตถุ Dim Surf เป็น Object;
• การตั้งค่าการแมประหว่างตัวแปร Surf และโปรแกรม Surfer Set Surf = CreatObject("Surfer.App") GrdFile$ = "c:\winsurf\demogrid.grd";
• ป้อนชื่อไฟล์ GRD;
• การดำเนินการคำสั่งแมโครโดยแพ็คเกจ Surfer Surf.MapCountour(GrdFile$);
• สร้างแผนที่แยก Surf.Select;
• เลือกภาพ Surf.EditCopy;
• คัดลอกรูปภาพที่เลือกไปยังคลิปบอร์ด
• นี่เป็นคำสั่ง Excel อยู่แล้ว - วางรูปภาพจากคลิปบอร์ดลงในตำแหน่งปัจจุบันของตาราง Sheet1 Worksheets("Sheet1").Picture.Paste End Function

ความหมายของขั้นตอนนี้ค่อนข้างชัดเจน ขั้นแรก ตัวแปร Surf ถูกกำหนดให้เป็นออบเจ็กต์และกำหนดให้กับแพ็คเกจ Surfer (Surfer.App) ถัดไปคือคำสั่งที่ VBA ตีความเป็นการเรียกฟังก์ชัน Surfer แล้ว (ชื่อตรงกับคำสั่งที่ผู้ใช้เลือกในโหมดโต้ตอบ) ซึ่งดำเนินการผ่านกลไก ActiveX

นอกจากนี้ แพ็คเกจ Surfer ยังมีภาษามาโครของตัวเอง ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นประเภทของ VBA และใช้ในการเขียนคำสั่งควบคุมในโปรแกรมพิเศษ SG Scripter (ไฟล์ GSMAC.EXE) ตัวอย่างเช่น การใช้โปรแกรมง่ายๆ นี้ทำให้คุณสามารถใช้มาโครที่สร้างแผนที่รูปร่างสำหรับแหล่งข้อมูลชุดเดียวโดยอัตโนมัติโดยใช้วิธีการประมาณค่าทั้ง 7 วิธี:

• การสร้างวัตถุ Surfer Set Surf = CreateObject("Surfer.App");
• การสร้างแผนที่โดยใช้วิธีการประมาณค่าแต่ละวิธี
• สำหรับไฟล์ข้อมูลต้นฉบับ DEMOGRID.DAT สำหรับ Method = 0 ถึง 6;
• เปิด เอกสารใหม่การวาดภาพ Surf.FileNew();
• การคำนวณไฟล์ GRD โดยวิธีการประมาณค่าปัจจุบัน ถ้า Surf.GridData("DEMOGRID.DAT", GridMethod= Method,_ OutGrid="SAMPLE") = 0 จากนั้น End;
• การสร้างแผนที่แยก หาก Surf.MapContour (“SAMPLE”) = 0 จากนั้น End Next

เปิดตัวใน โหมดอัตโนมัติงานที่คล้ายกันซึ่งแสดงเป็นโปรแกรมที่เขียนด้วย GS Scripter สามารถดำเนินการได้จากบรรทัดคำสั่ง:

C:\winsurf\gsmac.exe /x งาน.bas,

หรือจากแอปพลิเคชันใด ๆ โดยใช้คำสั่ง SHELL:

เชลล์("c:\winsurf\gsmac.exe /x งาน.bas")

(สวิตช์ /x ระบุถึงความจำเป็น การดำเนินการอัตโนมัติโปรแกรมtask.bas)

GS Scripter ยังสามารถใช้เพื่อควบคุมโปรแกรมอื่นๆ ที่รองรับ ActiveX ได้ (เช่น สำหรับการทำงานกับ MS Office)

มีอะไรใหม่ใน Surfer 6.0

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว Surfer 6.0 มาในเวอร์ชัน 16 และ 32 บิต อย่างไรก็ตาม นอกจากนี้ ยังมีส่วนขยายการทำงานที่มีประโยชน์อีกหลายรายการปรากฏขึ้น ก่อนอื่น ควรสังเกตว่า คุณสามารถใช้แผนที่พื้นหลังอีกสองประเภทเมื่อสร้างภาพแบน: แผนที่รูปภาพ และ แผนที่โล่งอกแรเงา

เครื่องมือวาดภาพในตัวของ Image Map ทำให้การสร้างแผนที่สีค่อนข้างง่ายและรวดเร็ว ในกรณีนี้ คุณสามารถใช้การเติมรูปภาพหลายสี รวมถึงการใช้การผสมสีที่ผู้ใช้สร้างขึ้น

แต่สิ่งที่น่าประทับใจอย่างยิ่งคือความสามารถของ Shaded Relief Map ซึ่งช่วยให้คุณได้รับภาพเช่นภาพถ่ายคุณภาพสูงได้โดยตรงในสภาพแวดล้อมของนักโต้คลื่น (รูปที่ 14) ซึ่งสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการใช้งานร่วมกับแผนที่เส้นขอบและอย่างอิสระ . ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมพารามิเตอร์ทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างภาพที่สื่ออารมณ์ได้มากที่สุด รวมถึงตำแหน่งของแหล่งกำเนิดแสง การไล่ระดับสีเอียงแบบสัมพันธ์ ประเภทการแรเงาและสี ผู้ใช้แพ็คเกจยังมีโอกาสมากขึ้นในการแสดงภาพข้อมูลและจัดเรียงภาพต่าง ๆ บนหน้าจอเดียว (รูปที่ 15)

ชุดการดำเนินการเสริมเมื่อประมวลผลพื้นผิวดิจิทัลได้รับการขยาย เมื่อใช้ฟังก์ชันแคลคูลัสกริดใหม่ คุณสามารถระบุความชัน ความโค้ง และเส้นขอบฟ้าของมุมมองที่จุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวได้ เช่นเดียวกับการคำนวณอนุพันธ์อันดับหนึ่งและสองสำหรับฟังก์ชันฟูริเยร์และการวิเคราะห์สเปกตรัม และเครื่องมือ Grid Utilities เพิ่มเติมช่วยให้คุณสามารถแปลง เลื่อน ปรับขนาด หมุนและสะท้อนข้อมูลในไฟล์ GRD (รูปแบบสำหรับจัดเก็บค่าในโหนดกริดปกติ) หลังจากนี้ คุณสามารถเลือกชุดย่อยของข้อมูลที่กำหนดตามจำนวนคอลัมน์และคอลัมน์ หรือเพียงแค่โหนดตารางที่กำหนดเองก็ได้

จากมุมมองของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์สำหรับการสร้างพื้นผิวดูเหมือนว่าสำคัญมากที่จะต้องใช้อัลกอริธึมการแก้ไขอื่น - เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดรวมถึงการซ้อน variogram สามระดับซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างชุดค่าผสมผลลัพธ์ได้มากกว่า 500 รายการ

รูปภาพที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้ขึ้นอยู่กับ หลากหลายชนิดแผนที่ (แผนที่ Contour, แผนที่ Shaded Relief, แผนที่โพสต์, แผนที่รูปภาพ) สามารถใช้เป็นเทมเพลตได้โดยการแทนที่ไฟล์ GRD ใหม่ลงในแผนที่ที่มีอยู่ นอกจากนี้ เมื่อรวมแผนที่ต่างๆ หลายชั้นเข้าด้วยกันเป็นภาพเดียวแล้ว คุณสามารถแยกแผนที่เหล่านั้นออกเป็นองค์ประกอบดั้งเดิมและสร้างใหม่ตามข้อมูลใหม่ได้

ในบรรดาฟังก์ชันบริการเพียงอย่างเดียว เราควรเน้นความสามารถในการป้อนข้อมูลดิจิทัลของเส้นขอบเขตและจุดต่างๆ จากหน้าจอโดยตรงลงในไฟล์ ASCII รวมถึงการสร้างคำอธิบายอัตโนมัติสำหรับจุด Post Map ประเภทต่างๆ ตอนนี้คุณสามารถนำเข้าไฟล์ Digital Elevation Model (DEM) ได้โดยตรงจากอินเทอร์เน็ต (หรือแหล่งข้อมูลอื่น) เป็นแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล และสุดท้าย รูปแบบการส่งออกข้อมูลใหม่ช่วยให้คุณสามารถบันทึกภาพแผนที่ได้เกือบทุกรูปแบบแรสเตอร์ (PCX, GIF, TIF, BMP, TGA, JPG และอื่นๆ อีกมากมาย)

ยังมีต่อ

คอมพิวเตอร์กด 2"2542

เครื่องมือซอฟต์แวร์และเทคโนโลยีที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์: โปรแกรม MSOffice มาตรฐาน;
โปรแกรมประมวลผลข้อมูลเชิงสถิติ
(สถิติ, คอสเคด);
โปรแกรมคอมพิวเตอร์กราฟฟิก:
โปรแกรมมาตรฐาน (CorelDraw, Photoshop...);
โปรแกรมกราฟิกวิศวกรรม (Surfer, Grapher, Voxler,
สเตรเตอร์);
ระบบการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย
(AutoCAD ฯลฯ);
ระบบประมวลผลเฉพาะทางและ
การตีความข้อมูลทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์
ระบบการวิเคราะห์และการตีความที่ซับซ้อน
ข้อมูลทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์
ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์

แผนวินัย
เนื้อหาหลักสูตร:
คะแนน
1. พื้นฐานของการทำแผนที่ในแพ็คเกจซอฟต์แวร์
เซิร์ฟเฟอร์ (ซอฟต์แวร์ทองคำ)
40 (16)
2. การสร้างโมเดลสามมิติของฟิลด์ในโปรแกรม
Voxler (ซอฟต์แวร์ทองคำ)
20 (8)
3. พื้นฐานการออกแบบใน Autocad (Autodesk)
40 (17)
4. การแก้ปัญหาทางธรณีวิทยาในด้านภูมิสารสนเทศ
ระบบ ArcGIS (ESRI)
30 (12)
5. การสร้างโมเดล 3 มิติของการฝากและการคำนวณเงินสำรองค่ะ
ระบบไมโครมีน (Micromine)
30 (12)
สอบไล่
40 (17)

หัวข้อที่ 1

พื้นฐานของการทำแผนที่ใน
ชุดซอฟต์แวร์นักท่องเว็บ

โปรแกรมเซิร์ฟเฟอร์ (Golden Software, USA)

วัตถุประสงค์หลักของแพ็คเกจคือการสร้าง
แผนที่ของพื้นผิว z = f(x, y)
การฉายภาพ 3 มิติ

อินเตอร์เฟซโปรแกรม

แผง
เครื่องมือ
เมนู
โปรแกรม
หน้าต่างพล็อต
หน้าต่างแผ่นงาน
ผู้จัดการ
วัตถุ

โครงสร้างระบบ

โปรแกรมประกอบด้วย 3 หลัก
บล็อกการทำงาน:
1. การก่อสร้าง
โมเดลดิจิทัล
พื้นผิว;
2. การทำงานเสริมด้วยระบบดิจิตอล
แบบจำลองพื้นผิว
3. การสร้างภาพพื้นผิว

การสร้างแบบจำลองพื้นผิวดิจิทัล
แบบจำลองดิจิทัลของพื้นผิว Z(x, y) ถูกนำเสนอ
ในรูปแบบของค่าในโหนดของตารางปกติสี่เหลี่ยมความไม่ต่อเนื่อง
ซึ่งจะถูกกำหนดขึ้นอยู่กับปัญหาเฉพาะที่กำลังแก้ไข
ย
x ≠ ย
x
ย
z1
z5
z9
z13
โหนด z17
z2
z6
z10
z14
z18
z3
z7
z11
z15
z19
z4
z8
z12
z16
z20
x

ไฟล์ประเภท [.GRD] (ไบนารีหรือ
รูปแบบข้อความ)
จำนวนเซลล์ตามแนวแกน X และ Y
ค่าต่ำสุดและสูงสุดของ X, Y, Z
เส้น y
(Y=ค่าคงที่)
เส้น x
(X=ค่าคงที่)
โปรแกรม Surfer ช่วยให้คุณใช้โมเดลดิจิทัลสำเร็จรูปได้
พื้นผิวในรูปแบบของระบบอื่นๆ USGS [.DEM], GTopo30 [.HDR]
SDTS [.DDF], โมเดลระดับความสูงของภูมิประเทศแบบดิจิทัล (DTED) [.DT*]

แพคเกจประกอบด้วย 3 ตัวเลือก
รับค่าที่โหนดกริด:
ตามข้อมูลเบื้องต้นที่ระบุ ณ จุดใดก็ได้ของภูมิภาค (ใน
โหนดของกริดที่ผิดปกติ) โดยใช้อัลกอริธึม
การประมาณค่าของฟังก์ชันสองมิติ
การคำนวณค่าของฟังก์ชันที่ผู้ใช้ระบุอย่างชัดเจน
การเปลี่ยนจากตารางปกติหนึ่งไปยังอีกตารางหนึ่ง

การสร้างตารางจากชุดข้อมูลที่ไม่สม่ำเสมอ
ข้อมูลเริ่มต้น:
รูปแบบตาราง [.BLN], [.BNA], [.CSV], [.DAT], [.DBF], [.MDB], [.SLK]
[.TXT], [.WKx], [.WRx], [.XLS], [.XLSX]
ข้อมูล XYZ

ทางเลือก
ข้อมูล
รายการเมนู ตาราง>ข้อมูล
การเลือกวิธีการ
การแก้ไข
การกำหนดเรขาคณิตของตาข่าย

การเลือกขนาดเซลล์กริด
ควรเลือกความหนาแน่นของเครือข่ายตาม
ข้อมูลต้นฉบับหรือมาตราส่วนแผนที่ที่ต้องการ
หากทราบมาตราส่วนที่ต้องวาดแผนที่แล้วให้ทำตามขั้นตอน
ระหว่างเส้นกริดจะต้องตั้งค่าให้เท่ากับจำนวนหน่วย
การ์ดที่พอดีกับภาพขนาด 1 มม.
ตัวอย่างเช่น ที่มาตราส่วน 1:50,000 นี่คือ 50 ม.
หากไม่ทราบขนาดที่ต้องการล่วงหน้าให้ทำขั้นตอนระหว่างบรรทัด
สามารถกำหนดกริดให้เหลือครึ่งหนึ่งของระยะทางเฉลี่ยได้
ระหว่างจุดข้อมูล

วิธีการกริด

ระยะทางผกผัน
กริงกิ้ง
ความโค้งขั้นต่ำ
การถดถอยพหุนาม
สามเหลี่ยมที่มีการประมาณค่าเชิงเส้น
การประมาณค่าเชิงเส้น)
เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด
วิธีการของ Shepard (วิธีการของ Shepard)
ฟังก์ชันพื้นฐานเรเดียล
ค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ ฯลฯ

การแก้ไข:
สามเหลี่ยมด้วยวิธีเชิงเส้น
การแก้ไข
สามเหลี่ยมด้วยวิธีประมาณค่าเชิงเส้น
การประมาณค่าเชิงเส้น) อิงตามสามเหลี่ยม Delaunay บนจุดอินพุตและ
การประมาณค่าเชิงเส้นตรงของการยกระดับพื้นผิวภายในหน้าแบน
z
ชี้ไปที่สิ่งที่ไม่รู้จัก
ค่า (โหนด)
x
ย
สามเหลี่ยมเดอลาเนย์
จุดที่ทราบ
ค่านิยม

การแก้ไข: วิธีระยะทางผกผันเป็นกำลัง (IDW)
ระยะทางผกผันกับวิธียกกำลัง
คำนวณค่าเซลล์โดยการเฉลี่ยค่าที่จุดอ้างอิง
ตั้งอยู่ในบริเวณใกล้เคียงของแต่ละเซลล์ ยิ่งจุดนั้นอยู่ใกล้ศูนย์กลางของเซลล์มากเท่าไร
ซึ่งมีการคำนวณมูลค่ายิ่งมีอิทธิพลหรือน้ำหนักเข้ามามากเท่านั้น
กระบวนการหาค่าเฉลี่ย
7,5
11,8
,
100 ม
ที่ไหน
150 ม
60 ม
3,0
ผม – น้ำหนักของค่าที่วัดได้;
k – เลขชี้กำลัง
?
70 ม
21,6
จุดที่ทราบ
ค่านิยม
?
จุดที่ไม่รู้จัก
ค่านิยม
รัศมี
การแก้ไข

INTERPOLATION: วิธีความโค้งขั้นต่ำ
วิธีความโค้งขั้นต่ำจะคำนวณค่าด้วย
โดยใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่ลดผลรวมให้เหลือน้อยที่สุด
ความโค้งของพื้นผิวและสร้างพื้นผิวเรียบที่ทะลุผ่าน
จุดอ้างอิง

การประมาณค่า: วิธีการถดถอยพหุนาม
วิธีการถดถอยพหุนามจะขึ้นอยู่กับ
การประมาณพื้นผิวด้วยพหุนามของลำดับที่แน่นอน:
z(x)=a0+a1x1+a2x2+…..+anxn - พหุนามลำดับที่ n
วิธีกำลังสองน้อยที่สุดจะลดผลรวมให้เหลือน้อยที่สุด
- ค่าที่คำนวณได้ (โดยประมาณ) ของพารามิเตอร์ z
- ค่าที่สังเกตได้ของพารามิเตอร์ z

คำสั่งแรก
การประมาณพื้นผิวด้วยพหุนาม
การสั่งซื้อครั้งที่สอง

การแก้ไข: วิธี Kriging
วิธี Kriging นั้นใช้แบบจำลองทางสถิติเป็นหลัก
คำนึงถึงความสัมพันธ์อัตโนมัติเชิงพื้นที่ (ความสัมพันธ์ทางสถิติ
ระหว่างจุดอ้างอิง)
ความผันผวนแบบสุ่มแต่มีความสัมพันธ์เชิงพื้นที่
ความสูง
เสียงสุ่ม
(ก้อนหิน)
ดริฟท์ (แนวโน้มทั่วไป)
ความสูงเปลี่ยนแปลง)
ภาพประกอบขององค์ประกอบคริกกิ้ง ดริฟท์ (แนวโน้มทั่วไป) สุ่ม แต่
ความผันผวนของความสูงที่สัมพันธ์กันเชิงพื้นที่ (การเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากทั่วไป
แนวโน้ม) และสัญญาณรบกวนแบบสุ่ม

วาริแกรม
การกระจายตัวแบบครึ่งเดียว (ระยะทาง h) = 0.5 * ค่าเฉลี่ย [ (ค่าที่จุด i – ค่าที่จุด j)2]
สำหรับจุดทุกคู่คั่นด้วยระยะ h
กึ่งกระจายตัว
ชม.
ชม.
ระยะทาง (ล่าช้า)
กึ่งกระจายตัว
การก่อตัวของคู่คะแนน:
จุดสีแดงจับคู่กับทุกคน
จุดวัดอื่นๆ
สารตกค้าง
การกระจายตัว
(นักเก็ต)
ขีดจำกัด
รัศมี
ความสัมพันธ์
(พิสัย)
ระยะทาง (ล่าช้า)

การสร้างแบบจำลองเซมิวาริโอแกรม
กึ่งกระจายตัว
กึ่งกระจายตัว
ระยะทาง (ล่าช้า)
โมเดลทรงกลม
ระยะทาง (ล่าช้า)
กึ่งกระจายตัว
โมเดลเอ็กซ์โปเนนเชียล
ระยะทาง (ล่าช้า)
โมเดลเชิงเส้น

การคำนวณค่าในโหนดเครือข่าย
7,5
11,8
จุดที่ทราบ
ค่านิยม
100 ม
150 ม
60 ม
3,0
?
จุดที่ไม่รู้จัก
ค่านิยม
?
70 ม
21,6
ผม – น้ำหนักของค่าที่วัดได้
คำนวณ
บน
พื้นฐาน
โมเดล
วาริโอแกรม
และ
เชิงพื้นที่
การกระจายจุดวัดโดยรอบ
จุดที่ได้รับการประเมิน
รัศมี
การแก้ไข

การเปรียบเทียบวิธีการประมาณค่า
กลับ
ถ่วงน้ำหนัก
ระยะทาง
สามเหลี่ยมด้วย
เชิงเส้น
การแก้ไข
ขั้นต่ำ
ความโค้ง
กริงกิ้ง

ตัวเลือกเพิ่มเติม
IV
R2
1. การกำหนดพื้นที่แหล่งข้อมูลเพื่อคำนวณค่าในโหนด
ไฟล์กริด
ฉัน
R1
สาม
ครั้งที่สอง

2. การบัญชีสำหรับ “เส้นแตกหัก” และข้อบกพร่อง
ความผิดพลาด
โดยใช้งาน Faults ตำแหน่งจะถูกจำลอง
ข้อบกพร่อง/ข้อบกพร่องประเภทย้อนกลับ
โครงสร้างไฟล์ [.BLN]
จำนวนคะแนน
การกำหนดวัตถุ
รหัส
(0—รีเซ็ตกริดภายนอก
รูปร่าง,
รีเซ็ต 1- ตาราง
ภายในโครงร่าง)
X1
Y1
X2
ย2
X3
Y3
Xn
ยิน
ความผิดพลาดของภารกิจ
ข้อบกพร่องทางบัญชีสนับสนุนวิธีการประมาณค่า: ระยะทางผกผันถึง a
กำลัง ความโค้งขั้นต่ำ เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด และการวัดข้อมูล

เส้นแบ่ง
โครงสร้างไฟล์ [.BLN]
ปริมาณ
คะแนน
งาน
วัตถุ
รหัส
(รีเซ็ต 0 ตาราง
นอกรูปร่าง
รีเซ็ต 1- ตาราง
ข้างใน
รูปร่าง)
X1
Y1
Z1
X2
ย2
Z2
X3
Y3
Z3
Xn
ยิน
สังกะสี
ภารกิจแบ่งสาย
การบัญชีแบบแบ่งสายรองรับวิธีการแก้ไข:
ระยะทางผกผันกับกำลัง, Kriging, ความโค้งขั้นต่ำ,
เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด, ฟังก์ชันพื้นฐานแนวรัศมี, ค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่, ในพื้นที่
พหุนาม

การบัญชีสำหรับความไม่ต่อเนื่อง

การบัญชี
เส้นแบ่ง
แผนที่รูปร่างไม่มี
การบัญชีความผิด
การบัญชี
ความผิดพลาด

การแสดงภาพพื้นผิว

แผนที่รูปร่าง
แผนที่ฐาน
แผนที่ข้อมูลจุด
แรสเตอร์
โล่งอก
แผนที่เวกเตอร์
ตาราง 3 มิติ
พื้นผิว 3 มิติ
ผลการก่อสร้างจะถูกบันทึกเป็นเวกเตอร์
กราฟิกในไฟล์ [.srf]

แผนที่เค้าร่าง
แผนที่รูปร่าง

3 มิติ
รูปภาพ
พื้นผิว
แผนที่พื้นผิว 3 มิติ

ตาข่าย 3 มิติ
แผนที่โครงลวด 3 มิติ

เว็กเตอร์การ์ด
แผนที่เวกเตอร์

แรสเตอร์
แผนที่รูปภาพ

แผนที่
โล่งอกสีเทา
แผนที่บรรเทาทุกข์ที่แรเงา

การ์ดพื้นฐาน
แผนที่ฐาน
รูปแบบที่นำเข้า:
อะไร, BLN, BMP, BNA, BW, DCM, DIC,
DDF, DLG, DXF, E00, ECW, EMF, GIF,
ธนาคารออมสิน, GSI, JPEG, JPG, LGO, LGS, MIF,
PCX, PLT, ชั้น, PNG,
PNM/PPM/PGM/PBM, RAS, RGB,
RGBA, SHP, SID, อาทิตย์, TGA, TIF, TIFF,
VTK, WMF, X, XIMG

แผนที่ลุ่มน้ำ
แผนที่ลุ่มน้ำ
ภาวะซึมเศร้า
น้ำไหล
สระว่ายน้ำ
แผนที่สะท้อนถึงระบบระบายน้ำ

การสร้างแบบจำลองวัตถุที่ไม่ต่อเนื่อง

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

โพสต์แผนที่

แผนที่ข้อมูลจุดจำแนก
แผนที่โพสต์แบบคลาส

ไฟล์ขอบเขต [.bln]
จำนวนคะแนน
การกำหนดวัตถุ
รหัส
(0-ทำให้ตารางเป็นศูนย์ด้านนอกเส้นขอบ
1- ทำให้กริดเป็นศูนย์ภายในวงจร)
X1
Y1
X2
ย2
X3
Y3
รูปหลายเหลี่ยม (ปิด)
X5 ,Y5
X3 ,Y3
X4 ,Y4
X2 ,Y2
Xn
X6 ,Y6
ยิน
X10 ,Y10
X1 ,Y1
เส้น
X6 ,Y6
X7 ,Y7
X4 ,Y4
X2,Y2
X5 ,Y5
X3 ,Y3
X1 ,Y1
X7 ,Y7
X8,Y8
X9 ,Y9
X1=X10
ย1=Y10

การคำนวณข้อผิดพลาดในการแก้ไข
การแก้ไขตารางกราฟิก

การแก้ไขกริดด้วยตนเอง (Grid Node Editor)

โปรแกรมแก้ไขกราฟิกสำหรับการป้อนและแก้ไขค่าข้อมูล
พื้นที่ตาข่าย

การประมาณค่าความแม่นยำของการประมาณค่า (Residuals)

รายการเมนูตาราง

การดำเนินการทางคณิตศาสตร์บนกริด (คณิตศาสตร์)
อินพุตกริด 1
ช่วยให้คุณสามารถดำเนินการ
การคำนวณหนึ่งหรือ
สองกริด
อินพุตกริด 2
ตารางเอาท์พุท
สูตรการคำนวณ
-
หลังคา
=
เพียงผู้เดียว
พลัง

การวิเคราะห์พื้นผิว (แคลคูลัส)
วิธีการ
อนุญาตให้วิเคราะห์
รูปร่างพื้นผิว
อินพุตตาราง
ตารางเอาท์พุท
มุม
เอียง
ภูมิประเทศ
ความลาดชัน
ปฐมนิเทศ
เนินเขา
มุมมองภูมิประเทศ

กรอง
อินพุตตาราง
ตารางเอาท์พุท
ขนาด
ตัวดำเนินการ
วิธีการ
ช่วยให้คุณสามารถเน้นได้
ส่วนประกอบความถี่ที่แตกต่างกัน
แบบจำลองพื้นผิว
ผู้ดำเนินการ
ความถี่ต่ำ
การกรอง
41 41

ว่างเปล่า
ช่วยให้คุณสามารถรีเซ็ตพื้นที่แผนที่ที่กำหนดโดยไฟล์ [.bln]
อินพุตตาราง
+ ไฟล์ [.bln] = ตารางเอาต์พุต
กำลังปิดบัง
ว่างเปล่า
ขอบเขตรูปหลายเหลี่ยม

การก่อสร้างส่วนต่างๆ (Slice)
ช่วยให้คุณสามารถตัดพื้นผิวตามแนวเส้นตำแหน่งได้
ซึ่งกำหนดโดยไฟล์ [.bln]
อินพุตตาราง
+ ไฟล์ [.bln] = ไฟล์เอาต์พุต [.dat]
เอ็กซ์
ย
ซี
ระยะทาง
ตามโปรไฟล์
เส้นโปรไฟล์
64
ส่วนโปรไฟล์
ซี
56
48
40
0
20000
40000
ระยะทางโปรไฟล์
60000
80000

กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์ สหพันธรัฐรัสเซีย

งานหลักสูตร

การสร้างแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัลตามข้อมูลการสำรวจภูมิประเทศด้วยเรดาร์ SRTM

ซาราตอฟ 2011

การแนะนำ

แนวคิดของแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM)

1 ประวัติความเป็นมาของการสร้าง DEM

DEM 2 ประเภท

3 วิธีการและวิธีการสร้าง DEM

4 DEM ระดับชาติและระดับโลก

ข้อมูลภูมิประเทศเรดาร์สำรวจ (SRTM)

1 เวอร์ชันและการตั้งชื่อข้อมูล

2 การประเมินความถูกต้องของข้อมูล SRTM

3 การใช้ข้อมูล SRTM เพื่อแก้ไขปัญหาที่นำไปใช้

การประยุกต์ใช้ SRTM ในการสร้างภาพทางภูมิศาสตร์ (โดยใช้ตัวอย่างของภูมิภาค Saratov และ Engel)

1 แนวคิดเรื่องภูมิภาพ

2 การสร้างแบบจำลองการบรรเทาทุกข์แบบดิจิทัลสำหรับอาณาเขตของภูมิภาค Saratov และ Engel

บทสรุป

การแนะนำ

โมเดลดิจิทัลการบรรเทา (DEM) เป็นหนึ่งในฟังก์ชันการสร้างแบบจำลองที่สำคัญของระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ซึ่งรวมถึงกลุ่มปฏิบัติการสองกลุ่มกลุ่มแรกทำหน้าที่แก้ไขปัญหาในการสร้างแบบจำลองการบรรเทาทุกข์กลุ่มที่สอง - การใช้งาน

ประเภทนี้ผลิตภัณฑ์นี้เป็นการแสดงภูมิประเทศจริงสามมิติเต็มรูปแบบในขณะที่ทำการสำรวจซึ่งช่วยให้สามารถใช้เพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่ใช้ เช่น การกำหนดพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของการนูน การสร้างโปรไฟล์หน้าตัด ดำเนินงานออกแบบและสำรวจ การติดตามการเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ การคำนวณลักษณะทางเรขาคณิต (พื้นที่ ความยาว เส้นรอบวง) โดยคำนึงถึงความต้องการทางสถาปัตยกรรมและการวางผังเมือง การสำรวจทางวิศวกรรม การทำแผนที่ การนำทาง การคำนวณความลาดชัน การติดตามและการพยากรณ์กระบวนการทางธรณีวิทยาและอุทกวิทยา การคำนวณสภาพแสงสว่างและลมสำหรับงานสถาปัตยกรรมและการวางผังเมือง การสำรวจทางวิศวกรรม การติดตามสิ่งแวดล้อม การสร้างโซนการมองเห็นสำหรับบริษัทโทรคมนาคมและโทรศัพท์เคลื่อนที่ สถาปัตยกรรม และการวางผังเมือง นอกจากนี้ DEM ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการแสดงภาพอาณาเขตในรูปแบบของภาพสามมิติ ดังนั้นจึงให้โอกาสในการสร้างแบบจำลองภูมิประเทศเสมือนจริง (VTM)

ความเกี่ยวข้องของหัวข้อของงานหลักสูตรเกิดจากความจำเป็นในการวิจัยทางภูมิศาสตร์เพื่อใช้ข้อมูลบรรเทาทุกข์ในรูปแบบดิจิทัลเนื่องจากบทบาทที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ความจำเป็นในการปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของวิธีการสร้าง และใช้แบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัล (DEM) และรับรองความน่าเชื่อถือของแบบจำลองที่สร้างขึ้น

แหล่งข้อมูลเริ่มต้นแบบดั้งเดิมสำหรับการสร้าง DEM ของที่ดิน ได้แก่ แผนที่ภูมิประเทศ ข้อมูลการสำรวจระยะไกล (RSD) ข้อมูลจากระบบระบุตำแหน่งด้วยดาวเทียม งานทางภูมิศาสตร์ ข้อมูลจากการสำรวจและเสียงก้อง วัสดุจากการสำรวจโฟโตธีโอไลต์และเรดาร์

ปัจจุบัน ประเทศที่พัฒนาแล้วบางประเทศได้สร้าง DEM ระดับชาติแล้ว เช่น ในสหรัฐอเมริกา แคนาดา เดนมาร์ก อิสราเอล และประเทศอื่นๆ ขณะนี้ไม่มีข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะที่มีคุณภาพใกล้เคียงกันในอาณาเขตของสหพันธรัฐรัสเซีย

แหล่งข้อมูลทางเลือกอื่นคือข้อมูล SRTM (ภารกิจภูมิประเทศเรดาร์กระสวย) ที่มีอยู่ทั่วโลกที่ความละเอียดแบบจำลอง 90 ม.

วัตถุประสงค์ของงานนี้คือเพื่อศึกษาแหล่งข้อมูลความสูงทางเลือก - ข้อมูลการสำรวจเรดาร์โลก - SRTM รวมถึงวิธีการประมวลผล

ส่วนหนึ่งของเป้าหมายนี้จำเป็นต้องแก้ไขงานต่อไปนี้:

รับความเข้าใจทางทฤษฎีเกี่ยวกับแนวคิดประเภทและวิธีการสร้าง DEM ศึกษาข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการสร้าง DEM เน้นพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการใช้แบบจำลองเหล่านี้เพื่อแก้ไขปัญหาที่ประยุกต์ต่างๆ

ระบุแหล่งข้อมูล SRTM ระบุ คุณสมบัติทางเทคนิคสำรวจความเป็นไปได้ในการเข้าถึงข้อมูล SRTM

แสดงการใช้ข้อมูลประเภทนี้ที่เป็นไปได้

ในการเขียนงานรายวิชาจะใช้แหล่งข้อมูลต่อไปนี้: สื่อการสอนเกี่ยวกับภูมิสารสนเทศและการสำรวจระยะไกล วารสาร ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์บนอินเทอร์เน็ต

1. แนวคิดของแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM)

ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการหนึ่งของเทคโนโลยีระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ที่เหนือกว่าวิธีการทำแผนที่แบบ "กระดาษ" ทั่วไปคือความสามารถในการสร้างแบบจำลองเชิงพื้นที่ในสามมิติ พิกัดหลักสำหรับโมเดล GIS ดังกล่าว นอกเหนือจากละติจูดและลองจิจูดตามปกติแล้วจะทำหน้าที่เป็นข้อมูลระดับความสูงด้วย ยิ่งไปกว่านั้น ระบบสามารถทำงานกับเครื่องหมายระดับความสูงนับหมื่นและไม่ใช่กับหน่วยและหลักสิบ ซึ่งสามารถทำได้เช่นกันเมื่อใช้วิธีการทำแผนที่แบบ "กระดาษ" เนื่องจากความพร้อมของการประมวลผลคอมพิวเตอร์ที่รวดเร็วสำหรับอาร์เรย์ข้อมูลระดับความสูงขนาดใหญ่ งานการสร้างแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM) ที่สมจริงที่สุดจึงเป็นไปได้

แบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัลมักเข้าใจกันว่าเป็นวิธีการนำเสนอวัตถุเชิงพื้นที่สามมิติแบบดิจิทัล (พื้นผิวหรือนูน) ในรูปแบบของข้อมูลสามมิติ โดยสร้างชุดของเครื่องหมายระดับความสูง (เครื่องหมายความลึก) และค่าพิกัด Z อื่นๆ ที่โหนดของเครือข่ายปกติหรือต่อเนื่องหรือชุดของบันทึกเส้นชั้นความสูง (ไอโซฮิปซัม ไอโซบาธ) หรือไอโซลีนอื่นๆ DEM เป็นสามมิติชนิดพิเศษ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เป็นตัวแทนของการแสดงความนูนของพื้นผิวทั้งจริงและนามธรรม

1 ประวัติความเป็นมาของการสร้าง DEM

ภาพแห่งความโล่งใจเป็นที่สนใจของผู้คนมานานแล้ว บนแผนที่ที่เก่าแก่ที่สุด แบบฟอร์มขนาดใหญ่ความโล่งใจถูกแสดงเป็นองค์ประกอบสำคัญของภูมิทัศน์และเป็นองค์ประกอบของการวางแนว วิธีแรกในการแสดงภูมิประเทศคือการใช้ป้ายเปอร์สเปคทีฟที่แสดงภูเขาและเนินเขา อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 เป็นต้นมา การพัฒนาวิธีการใหม่ๆ ที่ซับซ้อนมากขึ้นก็เริ่มขึ้น วิธีการเปอร์สเปคทีฟด้วยการวาดเส้นจะแสดงในแผนที่เทือกเขาพิเรนีส (ค.ศ. 1730) สีถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในการออกแบบรูปนูนพลาสติกในแผนที่การรณรงค์ของกองทหารรัสเซียในสวิตเซอร์แลนด์ (พ.ศ. 2342) การทดลองครั้งแรกในการสร้าง DEM ย้อนกลับไปถึงช่วงแรกสุดของการพัฒนาภูมิสารสนเทศและการทำแผนที่อัตโนมัติในช่วงครึ่งแรกของทศวรรษ 1960 หนึ่งในแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัลรุ่นแรกๆ ผลิตในปี 1961 ที่ภาควิชาการทำแผนที่ของ Military Engineering Academy ต่อมาได้มีการพัฒนาวิธีการและอัลกอริธึมในการแก้ปัญหาต่างๆ ที่มีประสิทธิภาพ ซอฟต์แวร์การสร้างแบบจำลองชุดข้อมูลระดับชาติและระดับโลกขนาดใหญ่เกี่ยวกับการบรรเทาทุกข์ประสบการณ์ที่ได้รับการสะสมในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และประยุกต์ต่างๆด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ DEM สำหรับงานทางทหารได้รับการพัฒนาอย่างมาก

DEM 2 ประเภท

การแสดงพื้นผิวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใน GIS คือโมเดลแรสเตอร์และ TIN จากตัวแทนทั้งสองนี้ ทั้งสองได้เกิดขึ้นในอดีต รุ่นทางเลือก DEM: ขึ้นอยู่กับการแสดงพื้นที่นูนแบบปกติล้วนๆ (เมทริกซ์) ที่มีเครื่องหมายระดับความสูงและโครงสร้าง ซึ่งเป็นหนึ่งในรูปแบบที่ได้รับการพัฒนามากที่สุดซึ่งเป็นแบบจำลองที่อิงจากการแสดงเชิงโครงสร้าง-ภาษา

โมเดลบรรเทาแรสเตอร์ - จัดให้มีการแบ่งพื้นที่ออกเป็นองค์ประกอบที่แบ่งแยกไม่ได้เพิ่มเติม (พิกเซล) สร้างเมทริกซ์ความสูง - เครือข่ายปกติของเครื่องหมายระดับความสูง โมเดลระดับความสูงทางดิจิทัลที่คล้ายกันนี้สร้างขึ้นโดยบริการแผนที่ระดับชาติในหลายประเทศ เครือข่ายความสูงปกติคือโครงตาข่ายที่มีสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสเท่ากัน โดยที่จุดยอดของตัวเลขเหล่านี้เป็นโหนดกริด (รูปที่ 1-3)

ข้าว. 1.2.1 ส่วนที่ขยายใหญ่ขึ้นของแบบจำลองนูนซึ่งแสดงโครงสร้างแรสเตอร์ของแบบจำลอง

ข้าว. 1.2.2 การแสดงแบบจำลองปกติของโครงข่ายความสูงบนเครื่องบิน

ข้าว. 1.2.3. แบบจำลองสามมิติบริเวณรอบๆ หมู่บ้าน คอมมูนาร์ (คาคัสเซีย) สร้างขึ้นบนพื้นฐานของเครือข่ายความสูงปกติ /1/

หนึ่งในแพ็คเกจซอฟต์แวร์ชุดแรกๆ ที่ใช้ความเป็นไปได้ในการป้อนข้อมูลหลายชั้นของเซลล์แรสเตอร์ที่แตกต่างกันคือแพ็คเกจ GRID (แปลจากภาษาอังกฤษ - lattice, grid, network) สร้างขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ที่ Harvard Computer Graphics and Spatial Analysis Laboratory (สหรัฐอเมริกา) ใน ArcGIS แพ็คเกจ GIS สมัยใหม่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โมเดลข้อมูลเชิงพื้นที่แรสเตอร์เรียกอีกอย่างว่า GRID ในอีกทางหนึ่ง โปรแกรมยอดนิยมในการคำนวณ DEM - Surfer เครือข่ายความสูงปกติเรียกอีกอย่างว่า GRID ไฟล์ของ DEM ดังกล่าวอยู่ในรูปแบบ GRD และการคำนวณแบบจำลองดังกล่าวเรียกว่า Gridding

เมื่อสร้างเครือข่ายความสูงปกติ (GRID) สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความหนาแน่นของกริด (ระยะห่างของกริด) ซึ่งเป็นตัวกำหนดความละเอียดเชิงพื้นที่ ยิ่งขั้นตอนที่เลือกน้อย DEM ก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น ความละเอียดเชิงพื้นที่ของโมเดลก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่ก็จะยิ่งมากขึ้น ปริมาณมากขึ้นโหนดกริด ดังนั้นจึงต้องใช้เวลามากขึ้นในการคำนวณ DEM และต้องใช้พื้นที่ดิสก์มากขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อขั้นตอนกริดลดลง 2 เท่า จำนวนหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่ต้องใช้ในการจัดเก็บแบบจำลองจะเพิ่มขึ้น 4 เท่า ตามมาว่าเราต้องหาจุดสมดุล ตัวอย่างเช่น มาตรฐาน US Geological Survey DEM ซึ่งพัฒนาขึ้นสำหรับ National Digital Cartographic Data Bank ระบุแบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัลเป็นอาร์เรย์ปกติของเครื่องหมายระดับความสูงที่โหนดตารางขนาด 30x30 เมตร สำหรับแผนที่มาตราส่วน 1:24,000 โดยการประมาณค่า การประมาณค่า และการปรับให้เรียบ และการแปลงอื่นๆ เป็นโมเดลแรสเตอร์สามารถมี DEM ประเภทอื่นๆ ทั้งหมดได้

ในบรรดาตาข่ายที่ไม่สม่ำเสมอ สิ่งที่ใช้กันมากที่สุดคือตาข่ายสามเหลี่ยมที่มีรูปร่างผิดปกติ - รุ่น TIN ได้รับการพัฒนาในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เป็นวิธีง่ายๆ ในการสร้างพื้นผิวโดยอิงจากชุดของจุดที่เว้นระยะไม่เท่ากัน ในปี 1970 ระบบนี้ถูกสร้างขึ้นหลายเวอร์ชัน และระบบที่ใช้ TIN เชิงพาณิชย์เริ่มปรากฏให้เห็นในช่วงทศวรรษ 1980 เป็นชุดซอฟต์แวร์สำหรับสร้างเส้นชั้นความสูง โมเดล TIN ใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัล โดยมีโหนดและขอบของเครือข่ายสามเหลี่ยมที่สอดคล้องกับคุณลักษณะดั้งเดิมและคุณลักษณะที่ได้รับของโมเดลดิจิทัล เมื่อสร้างแบบจำลอง TIN จุดที่อยู่แยกกันจะเชื่อมต่อกันด้วยเส้นที่สร้างรูปสามเหลี่ยม (รูปที่ 4)

ข้าว. 1.2.4. เงื่อนไขสามเหลี่ยมเดอลาเนย์

ภายในแต่ละสามเหลี่ยมของแบบจำลอง TIN พื้นผิวมักจะแสดงเป็นระนาบ เนื่องจากพื้นผิวของแต่ละสามเหลี่ยมถูกกำหนดโดยความสูงของจุดยอดทั้งสามจุด การใช้รูปสามเหลี่ยมจึงช่วยให้แน่ใจว่าแต่ละส่วนของพื้นผิวโมเสกพอดีกับส่วนที่ติดกันทุกประการ

รูปที่ 1.2.5 แบบจำลองสามมิติที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของเครือข่ายสามเหลี่ยมที่ผิดปกติ (TIN)

ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต่อเนื่องของพื้นผิวด้วยการจัดเรียงจุดไม่สม่ำเสมอ (รูปที่ 5-6)

ข้าว. 1.2.6. ส่วนที่ขยายของแบบจำลองนูนในภาพ รูปที่ 5 แสดงโครงสร้างสามเหลี่ยมของโมเดล TIN

วิธีการหลักในการคำนวณ TIN คือสามเหลี่ยม Delaunay เนื่องจาก เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่น มีคุณสมบัติที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแบบจำลองการบรรเทาแบบดิจิทัล: มีดัชนีฮาร์โมนิซิตี้ที่เล็กที่สุดเป็นผลรวมของดัชนีฮาร์โมนิซิตี้ของรูปสามเหลี่ยมแต่ละรูป (ความใกล้ชิดกับรูปสามเหลี่ยมด้านเท่ากันหมด) ซึ่งเป็นคุณสมบัติของมุมต่ำสุดสูงสุด (การไม่เสื่อมถอยที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของรูปสามเหลี่ยม) และพื้นที่ขั้นต่ำสุดของพื้นผิวรูปทรงหลายเหลี่ยมที่เกิดขึ้น

เนื่องจากทั้งแบบจำลอง GRID และแบบจำลอง TIN แพร่หลายในทางภูมิศาสตร์ ระบบข้อมูลและได้รับการสนับสนุนหลายประเภท ซอฟต์แวร์ GIS คุณจำเป็นต้องทราบข้อดีและข้อเสียของแต่ละรุ่นเพื่อเลือกรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับการจัดเก็บข้อมูลภูมิประเทศ ข้อดีของโมเดล GRID คือความเรียบง่ายและความเร็วของการประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งสัมพันธ์กับลักษณะแรสเตอร์ของโมเดลนั้นเอง อุปกรณ์เอาท์พุต เช่น จอภาพ เครื่องพิมพ์ พล็อตเตอร์ ฯลฯ ใช้ชุดจุด เช่น เพื่อสร้างภาพ มีรูปแบบแรสเตอร์ด้วย ดังนั้น รูปภาพ GRID จึงสามารถส่งออกไปยังอุปกรณ์ดังกล่าวได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว เนื่องจากเป็นเรื่องง่ายสำหรับคอมพิวเตอร์ในการคำนวณเพื่อแสดงกำลังสองแต่ละส่วนของเครือข่ายความสูงปกติโดยใช้จุดหรือพิกเซลวิดีโอของอุปกรณ์เอาต์พุต

ด้วยโครงสร้างแรสเตอร์ โมเดล GRID ช่วยให้คุณ "เรียบ" พื้นผิวแบบจำลอง และหลีกเลี่ยงขอบคมและส่วนที่ยื่นออกมา แต่นี่ก็เป็น "ลบ" ของโมเดลด้วยเพราะ เมื่อสร้างแบบจำลองความโล่งใจของภูมิภาคภูเขา (โดยเฉพาะพื้นที่อายุน้อย - เช่นการพับของเทือกเขาแอลป์) ด้วยความลาดชันและยอดเขาแหลมจำนวนมาก การสูญเสียและ "เบลอ" ของเส้นโครงสร้างของการบรรเทาและการบิดเบือนของภาพรวมเป็นไปได้ ใน กรณีที่คล้ายกันจำเป็นต้องเพิ่มความละเอียดเชิงพื้นที่ของแบบจำลอง (ระยะห่างของตารางระดับความสูง) และนี่เต็มไปด้วยจำนวนหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งต้องใช้ในการจัดเก็บ DEM โดยทั่วไป โมเดล GRID มักจะใช้พื้นที่ดิสก์มากกว่ารุ่น TIN เพื่อเร่งความเร็วในการแสดงแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัลที่มีปริมาณมาก จึงมีการใช้วิธีการต่างๆ มากมาย วิธีที่นิยมมากที่สุดคือการสร้างชั้นปิรามิดที่เรียกว่า ซึ่งช่วยให้สามารถใช้รายละเอียดภาพในระดับต่างๆ ในระดับต่างๆ ได้ ดังนั้น โมเดล GRID จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแสดงวัตถุทางภูมิศาสตร์ (ทางธรณีวิทยา) หรือปรากฏการณ์ที่มีลักษณะเปลี่ยนแปลงไปในอวกาศได้อย่างราบรื่น (การบรรเทาพื้นที่ราบ อุณหภูมิอากาศ ความดันบรรยากาศ ความดันอ่างเก็บน้ำน้ำมัน ฯลฯ) ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ข้อบกพร่องของแบบจำลอง GRID จะปรากฏขึ้นเมื่อสร้างแบบจำลองการนูนของการก่อตัวของภูเขาลูกเล็ก สถานการณ์ที่ไม่เอื้ออำนวยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เครือข่ายระดับความสูงปกติจะพัฒนาขึ้นหากพื้นที่จำลองสลับระหว่างพื้นที่ปรับระดับที่กว้างขวางพร้อมพื้นที่หน้าผาและหน้าผาที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงอย่างรวดเร็ว เช่น ในหุบเขาที่พัฒนาแล้วกว้างของแม่น้ำที่ราบลุ่มขนาดใหญ่ ( ภาพที่ 7) ในกรณีนี้ พื้นที่จำลองส่วนใหญ่จะมีข้อมูล "ซ้ำซ้อน" เนื่องจาก โหนดกริด GRID บนพื้นที่ราบจะมีค่าความสูงเท่ากัน แต่ในพื้นที่ที่มีขอบนูนสูงชัน ขนาดระยะห่างของตารางระดับความสูงอาจใหญ่เกินไป ดังนั้น ความละเอียดเชิงพื้นที่ของแบบจำลองอาจไม่เพียงพอที่จะถ่ายทอด "ความเป็นพลาสติก" ของการนูน

ข้าว. 1.2.7. ชิ้นส่วนของแบบจำลองสามมิติของการนูนของหุบเขาทอม (ลูกศรสีแดงแสดงขอบของระเบียงที่สองเหนือที่ราบน้ำท่วมทางฝั่งซ้าย ส่วนขอบสูงบนฝั่งขวาคือความลาดชันของที่ราบแทรกกลาง) สเกลแนวตั้งใหญ่กว่าแนวนอนห้าเท่า

โมเดล TIN ไม่มีข้อบกพร่องดังกล่าว เนื่องจากมีการใช้เครือข่ายสามเหลี่ยมที่ไม่สม่ำเสมอ พื้นที่เรียบจึงถูกจำลองด้วยสามเหลี่ยมขนาดใหญ่จำนวนเล็กน้อย และในพื้นที่ที่มีขอบสูงชันซึ่งจำเป็นต้องแสดงรายละเอียดขอบทั้งหมดของภาพนูน พื้นผิวจึงแสดงด้วยขนาดเล็กจำนวนมาก สามเหลี่ยม (รูปที่ 8) วิธีนี้ช่วยให้คุณใช้ RAM ของคอมพิวเตอร์และทรัพยากรหน่วยความจำถาวรในการจัดเก็บโมเดลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ข้าว. 1.2.8. โครงข่ายสามเหลี่ยมไม่ปกติ

ข้อเสียของ TIN ได้แก่ ต้นทุนสูง ทรัพยากรคอมพิวเตอร์สำหรับการประมวลผลแบบจำลองซึ่งทำให้การแสดงผล DEM บนหน้าจอมอนิเตอร์และการพิมพ์ช้าลงอย่างมากเนื่องจาก สิ่งนี้ต้องมีการแรสเตอร์ วิธีแก้ปัญหาหนึ่งสำหรับปัญหานี้คือการแนะนำโมเดล "ไฮบริด" ที่รวมเส้นแบ่ง TIN และวิธีการแสดงชุดจุดปกติ ข้อเสียเปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของโมเดล TIN คือ "เอฟเฟกต์ระเบียง" ซึ่งแสดงออกมาในลักษณะที่เรียกว่า "สามเหลี่ยมหลอก" - พื้นที่ราบในสถานการณ์ทางธรณีวิทยาที่เป็นไปไม่ได้อย่างเห็นได้ชัด (ตัวอย่างเช่นตามแนวด้านล่างของหุบเขารูปตัว V) (รูปที่ 9)

สาเหตุหลักประการหนึ่งคือระยะห่างเล็กน้อยระหว่างจุดของการบันทึกรูปทรงดิจิทัลเมื่อเปรียบเทียบกับระยะห่างระหว่างรูปทรงนั้น ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการบรรเทาส่วนใหญ่ในการแสดงการทำแผนที่

ข้าว. 1.2.9. “เอฟเฟกต์ระเบียง” ในหุบเขาของแม่น้ำสายเล็กซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสร้าง TIN ตามเส้นชั้นความสูงโดยไม่คำนึงถึงเส้นโครงสร้างของการผ่อนปรน (ในกรณีนี้คือเครือข่ายไฮดรอลิก)

3 วิธีการและวิธีการสร้าง DEM

นับตั้งแต่แผนที่แรกปรากฏขึ้น นักทำแผนที่ต้องเผชิญกับปัญหาในการแสดงภูมิประเทศสามมิติบนแผนที่สองมิติ มีการลองใช้วิธีการต่างๆ สำหรับสิ่งนี้ ในแผนที่ภูมิประเทศและแผนงาน ภาพนูนต่ำนูนถูกแสดงโดยใช้เส้นชั้นความสูง - เส้นที่มีความสูงเท่ากัน ในแผนที่ทางภูมิศาสตร์และแผนที่ทางกายภาพทั่วไป ความนูนถูกแรเงา (แรเงา) หรือความสูงของภูมิประเทศถูกกำหนดให้เป็นสีของโทนสีที่สอดคล้องกัน (มาตราส่วนความสูง) ปัจจุบันด้วยการถือกำเนิดของแผนที่และแผนดิจิทัลทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้น อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการนำเสนอภูมิประเทศปรากฏขึ้น การสร้างภาพสามมิติของแบบจำลองการบรรเทาทุกข์กำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากช่วยให้แม้แต่ผู้ที่ไม่ได้รับการฝึกอบรมอย่างมืออาชีพก็สามารถเห็นภาพการบรรเทาทุกข์ได้ค่อนข้างสมบูรณ์ เทคโนโลยีการแสดงภาพสามมิติสมัยใหม่ช่วยให้คุณ “มอง” ภูมิประเทศจากจุดใดก็ได้ในอวกาศ จากทุกมุม และยัง “บิน” เหนือภูมิประเทศได้ด้วย

นับตั้งแต่การพัฒนาระบบสารสนเทศและเทคโนโลยี ตลอดจนการพัฒนาอุตสาหกรรมดาวเทียม มีวิธีการและวิธีการต่างๆ ที่ทำให้สามารถสร้าง DEM ได้ มีสองวิธีในการรับข้อมูลสำหรับการสร้างแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัลที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

วิธีแรกคือวิธีการสำรวจระยะไกลและโฟโตแกรมเมทรี วิธีการดังกล่าวในการสร้าง DEM รวมถึงวิธีเรดาร์อินเตอร์เฟอโรเมท ขึ้นอยู่กับการใช้องค์ประกอบเฟสของสัญญาณเรดาร์ที่สะท้อนจากพื้นผิวโลก ความแม่นยำของการสร้าง DEM ขึ้นใหม่โดยใช้วิธีอินเทอร์เฟอโรเมตริกนั้นอยู่ที่หลายเมตร และจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของภูมิประเทศและระดับสัญญาณรบกวน สำหรับพื้นผิวเรียบและสำหรับอินเตอร์เฟอโรแกรม คุณภาพสูงความแม่นยำของการสร้างภาพนูนขึ้นใหม่สามารถทำได้หลายสิบเซนติเมตร นอกจากนี้ยังมีวิธีการประมวลผลข้อมูลเรดาร์สามมิติด้วย เพื่อให้โมดูลทำงานได้ จำเป็นต้องมีภาพเรดาร์สองภาพซึ่งถ่ายที่มุมลำแสงต่างกัน ความแม่นยำของการสร้าง DEM ขึ้นใหม่โดยใช้วิธีสามมิตินั้นขึ้นอยู่กับขนาดขององค์ประกอบความละเอียดเชิงพื้นที่ของภาพ เทคโนโลยีการสแกนด้วยเลเซอร์ในอากาศ (ALS) เป็นวิธีที่รวดเร็ว สมบูรณ์ที่สุด และเชื่อถือได้ในการรวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่และเรขาคณิตเกี่ยวกับพื้นที่ที่เข้าถึงยาก (พื้นที่ชุ่มน้ำและป่า) วิธีการนี้จะให้ข้อมูลที่แม่นยำและละเอียดทั้งภูมิประเทศและสถานการณ์ ปัจจุบัน เทคโนโลยี VLS ช่วยให้คุณได้รับข้อมูลเชิงพื้นที่และเรขาคณิตที่สมบูรณ์อย่างรวดเร็วเกี่ยวกับภูมิประเทศ พืชที่ปกคลุม อุทกศาสตร์ และวัตถุพื้นดินทั้งหมดในพื้นที่สำรวจ

วิธีที่สองคือการสร้างแบบจำลองความโล่งใจโดยการประมาณค่าไอโซไลน์ที่เป็นดิจิทัลจากแผนที่ภูมิประเทศ แนวทางนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ก็มีจุดแข็งในตัวเองและ ด้านที่อ่อนแอ. ข้อเสียได้แก่ ความเข้มของแรงงาน และบางครั้งความแม่นยำในการสร้างแบบจำลองยังไม่เพียงพอ แต่ถึงแม้จะมีข้อบกพร่องเหล่านี้ แต่ก็สามารถโต้แย้งได้ว่าวัสดุภูมิประเทศดิจิทัลจะยังคงเป็นแหล่งข้อมูลเพียงแหล่งเดียวสำหรับการสร้างแบบจำลองดังกล่าวในอีกหลายปีข้างหน้า

4 DEM ระดับชาติและระดับโลก

ความพร้อมใช้งานของข้อมูลและเทคโนโลยีสาธารณะสำหรับการสร้าง DEM ทำให้หลายประเทศสามารถสร้างแบบจำลองการบรรเทาทุกข์ระดับชาติที่ใช้สำหรับความต้องการส่วนบุคคลของประเทศได้ ตัวอย่างของประเทศดังกล่าว ได้แก่ สหรัฐอเมริกา แคนาดา อิสราเอล เดนมาร์ก และประเทศอื่นๆ บางประเทศ สหรัฐอเมริกาเป็นหนึ่งในผู้นำในการสร้างและใช้งาน DEM ปัจจุบัน U.S. Geological Survey ซึ่งเป็นบริการทำแผนที่ภูมิประเทศระดับชาติของประเทศ ได้จัดทำชุดข้อมูล 5 ชุดที่แสดงถึงรูปแบบ DEM (แบบจำลองระดับความสูงทางดิจิทัล) และมีเทคโนโลยี ความละเอียด และความครอบคลุมเชิงพื้นที่ที่แตกต่างกัน อีกตัวอย่างหนึ่งของประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จของ DEM ระดับชาติก็คือ DEM ของเดนมาร์ก แบบจำลองระดับความสูงดิจิทัลรุ่นแรกของเดนมาร์กถูกสร้างขึ้นในปี 1985 เพื่อแก้ปัญหาการจัดตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดของนักแปลเครือข่าย การสื่อสารเคลื่อนที่. แบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัลในรูปแบบของเมทริกซ์ระดับความสูงจะรวมอยู่ในชุดข้อมูลเชิงพื้นที่พื้นฐานของ SID ระดับชาติและระดับภูมิภาคเกือบทั้งหมด (ข้อมูลเชิงพื้นที่) ในระดับการพัฒนาเทคโนโลยีปัจจุบัน ระยะห่างของตารางระดับความสูงใน DEM ระดับชาติถึง 5 ม. DEM ที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่ใกล้เคียงกันมีความพร้อมอย่างสมบูรณ์หรือจะพร้อมในอนาคตอันใกล้สำหรับดินแดนขนาดใหญ่เช่นสหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกา ความได้เปรียบของข้อจำกัดในรายละเอียดการบรรเทาทุกข์ที่จัดตั้งขึ้นในประเทศของเราจะสูญหายไปในเงื่อนไขเมื่อในตลาดโลก คุณสามารถซื้อ ASTGTM DEM ทั่วโลกที่แจกจ่ายอย่างอิสระ โดยมีระยะห่างตารางระดับความสูงประมาณ 30 ม. (หนึ่งส่วนโค้งวินาที) นอกจากนี้ คาดว่าความละเอียดของ DEM ที่เปิดเผยต่อสาธารณะจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพื่อเป็นวิธีแก้ปัญหาชั่วคราวที่เป็นไปได้ จึงเสนอให้รักษาความลับสำหรับ DEM ฐานที่มีรายละเอียดมากที่สุด และแจกจ่าย DEM ที่มีรายละเอียดน้อยกว่าที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของฐานอย่างอิสระ ค่อยๆ ลดเกณฑ์ความเป็นส่วนตัวของ DEM ขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการเป็นตัวแทนบรรเทาทุกข์และพื้นที่ของพื้นที่ที่ครอบคลุม

2. ข้อมูล SRTM

ภารกิจภูมิประเทศด้วยเรดาร์ (SRTM) - การสำรวจภูมิประเทศด้วยเรดาร์ในพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก ยกเว้นเหนือสุด (>60) ละติจูดใต้สุด (>54) รวมถึงมหาสมุทร ดำเนินการนานกว่า 11 วันในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2543 โดยใช้ ระบบเรดาร์พิเศษจากกระสวยอวกาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ข้อมูลมากกว่า 12 เทราไบต์ถูกเก็บรวบรวมโดยเซ็นเซอร์เรดาร์สองตัว ได้แก่ SIR-C และ X-SAR ในช่วงเวลานี้ มีการรวบรวมข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับภูมิประเทศของโลกโดยใช้วิธีที่เรียกว่าเรดาร์อินเตอร์เฟอโรเมท การประมวลผลยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ ผลการสำรวจเป็นแบบจำลองนูนดิจิทัล 85 เปอร์เซ็นต์ของพื้นผิวโลก (รูปที่ 9) แต่ผู้ใช้มีข้อมูลจำนวนหนึ่งอยู่แล้ว SRTM- โครงการระหว่างประเทศนำโดยสำนักข่าวกรองภูมิสารสนเทศแห่งชาติ (NGA), NASA, องค์การอวกาศอิตาลี (ASI) และศูนย์อวกาศเยอรมัน

ข้าว. 2.1. โครงการครอบคลุมอาณาเขตของโลกโดยการสำรวจของ SRTM

1 เวอร์ชันและการตั้งชื่อข้อมูล

ข้อมูล SRTM มีอยู่หลายเวอร์ชัน: เบื้องต้น (เวอร์ชัน 1, 2003) และเวอร์ชันสุดท้าย (เวอร์ชัน 2, กุมภาพันธ์ 2548) เวอร์ชันสุดท้ายได้รับการประมวลผลเพิ่มเติม โดยเน้นแนวชายฝั่งและแหล่งน้ำ และกรองค่าที่ผิดพลาด ข้อมูลถูกแจกจ่ายในหลายเวอร์ชัน - ตารางที่มีขนาดเซลล์ 1 อาร์ควินาทีและ 3 อาร์ควินาที ข้อมูลหนึ่งวินาทีที่แม่นยำยิ่งขึ้น (SRTM1) มีให้สำหรับสหรัฐอเมริกา ส่วนข้อมูลสามวินาที (SRTM3) เท่านั้นที่มีให้สำหรับส่วนที่เหลือของพื้นผิวโลก ไฟล์ข้อมูลเป็นเมทริกซ์ 1201 ´ 1201 (หรือ 3601 ´ 3601 สำหรับเวอร์ชันหนึ่งวินาที) ของค่าที่สามารถนำเข้าสู่โปรแกรมการทำแผนที่และระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ต่างๆ นอกจากนี้ยังมีเวอร์ชัน 3 กระจายเป็นไฟล์ ARC GRID รวมถึงรูปแบบ ARC ASCII และ Geotiff 5 สี่เหลี่ยม ´ 5 ในข้อมูล WGS84 CIAT ได้รับข้อมูลเหล่านี้จากข้อมูลระดับความสูงของ USGS/NASA ดั้งเดิมผ่านการประมวลผลเพื่อสร้างพื้นผิวภูมิประเทศที่ราบรื่น รวมถึงแก้ไขพื้นที่ที่ข้อมูลต้นฉบับหายไป

การตั้งชื่อข้อมูลถูกสร้างขึ้นในลักษณะนี้ ชื่อของสแควร์ข้อมูลของเวอร์ชัน 1 และ 2 สอดคล้องกับพิกัดของมุมซ้ายล่าง เช่น: N45E136 โดยที่ N45 คือละติจูด 45 องศาเหนือ และ E136 คือลองจิจูด 136 องศาตะวันออก ตัวอักษร (n) และ (e) ในไฟล์ชื่อแสดงถึงซีกโลกเหนือและตะวันออกตามลำดับ ชื่อของ data square ของเวอร์ชันที่ประมวลผล (CGIAR) สอดคล้องกับหมายเลขกำลังสองในอัตรา 72 กำลังสองในแนวนอน (360 /5) และ 24 สี่เหลี่ยมแนวตั้ง (120/5) ตัวอย่างเช่น: srtm_72_02.zip /far right หนึ่งในสี่เหลี่ยมด้านบน คุณสามารถกำหนดสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ต้องการได้โดยใช้เค้าโครงตาราง (รูปที่ 11)

รูปที่.2.1.1. แผนภาพความครอบคลุม SRTM4

2 การประเมินความถูกต้องของข้อมูล SRTM

ค่าความสูงที่มุมของเซลล์ที่วัดได้ 3 x 3 นั้นเปิดเผยต่อสาธารณะ ความแม่นยำของความสูงระบุว่าไม่ต่ำกว่า 16 ม. แต่ประเภทของการประเมินค่านี้ - ค่าเฉลี่ย, สูงสุด, ค่าเฉลี่ยราก ข้อผิดพลาดกำลังสอง (RMS) - ไม่ได้อธิบายซึ่งไม่น่าแปลกใจเนื่องจากสำหรับการประเมินความแม่นยำอย่างเข้มงวดต้องใช้ค่าความสูงอ้างอิงที่มีระดับความครอบคลุมเท่ากันโดยประมาณหรือการวิเคราะห์ทางทฤษฎีที่เข้มงวดของกระบวนการรับและ การประมวลผลข้อมูล ในเรื่องนี้ การวิเคราะห์ความแม่นยำของ SRTM DEM ดำเนินการโดยทีมนักวิทยาศาสตร์มากกว่าหนึ่งทีมจากประเทศต่างๆ ทั่วโลก ตามที่ A.K. ความสูงของ Corveula และ I. Eviaka SRTM มีข้อผิดพลาดซึ่งสำหรับพื้นที่ราบโดยเฉลี่ย 2.9 ม. และสำหรับภูมิประเทศที่เป็นเนินเขา - 5.4 ม. ยิ่งไปกว่านั้น ส่วนสำคัญของข้อผิดพลาดเหล่านี้ยังรวมถึงองค์ประกอบที่เป็นระบบด้วย จากการค้นพบของพวกเขา เมทริกซ์ความสูง SRTM เหมาะสำหรับการสร้างรูปทรงบนแผนที่ภูมิประเทศที่มาตราส่วน 1:50000 แต่ในบางพื้นที่ ความสูงของ SRTM ในความแม่นยำจะสอดคล้องกับความสูงที่ได้รับจากแผนที่ภูมิประเทศในมาตราส่วนโดยประมาณ 1:100000 และยังสามารถใช้สร้างออร์โธโฟโต้แมปจากภาพถ่ายดาวเทียมได้อีกด้วย ความละเอียดสูงถ่ายโดยมีมุมเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากจุดตกต่ำสุด

2.3 การใช้ข้อมูล SRTM เพื่อแก้ไขปัญหาที่ประยุกต์

ข้อมูล SRTM สามารถแก้ปัญหาที่ประยุกต์ใช้ในระดับความซับซ้อนที่แตกต่างกันได้ เช่น สำหรับการใช้ในการสร้างออร์โธโฟโตแมป สำหรับการประเมินความซับซ้อนของงานภูมิประเทศและจีโอเดติกที่กำลังจะเกิดขึ้น การวางแผนการใช้งาน และยังสามารถให้ความช่วยเหลือในการออกแบบตำแหน่งของโปรไฟล์และ วัตถุอื่น ๆ ก่อนที่จะทำการสำรวจภูมิประเทศที่ได้รับจากผลการสำรวจเรดาร์ SRTM ค่าระดับความสูงของจุดภูมิประเทศสามารถใช้เพื่ออัปเดตฐานภูมิประเทศของดินแดนที่ไม่มีข้อมูลจากงานภูมิประเทศและภูมิศาสตร์โดยละเอียด ข้อมูลประเภทนี้เป็นแหล่งข้อมูลสากลสำหรับการสร้างแบบจำลองพื้นผิวโลก โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสร้างแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัลและแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัล แต่ประเด็นของการบังคับใช้ข้อมูลระดับความสูงเรดาร์ SRTM เป็นทางเลือกแทนวิธีการมาตรฐานสำหรับการสร้างภูมิประเทศดิจิทัลและแบบจำลองการบรรเทาทุกข์ ในความเห็นของเรา ควรได้รับการแก้ไขในแต่ละกรณีเป็นรายบุคคล ขึ้นอยู่กับงานที่ทำอยู่ ลักษณะของการบรรเทา และความแม่นยำที่ต้องการในการอ้างอิงระดับความสูง

3. การประยุกต์ใช้ SRTM เมื่อสร้าง geoimages

1 แนวคิดเรื่องภูมิภาพ

ความก้าวหน้าในการทำแผนที่สารสนเทศทางภูมิศาสตร์ การสำรวจระยะไกล และวิธีการทำความเข้าใจโลกโดยรอบ การถ่ายภาพในทุกขนาดและระยะ โดยมีความครอบคลุมและความละเอียดของพื้นที่ที่แตกต่างกัน จะดำเนินการทั้งบนพื้นดินและใต้ดิน บนพื้นผิวมหาสมุทรและใต้น้ำ จากอากาศและจากอวกาศ แผนที่ ภาพถ่าย และแบบจำลองอื่นๆ ที่คล้ายกันจำนวนมากสามารถอธิบายได้ด้วยคำทั่วไปเพียงคำเดียว นั่นก็คือ geoimage

Geoimage คือแบบจำลองเชิงพื้นที่ชั่วคราว ขนาดใหญ่ ทั่วไปของวัตถุหรือกระบวนการบนบกหรือดาวเคราะห์ ซึ่งนำเสนอในรูปแบบกราฟิก

ภาพภูมิศาสตร์แสดงถึงภายในของโลกและพื้นผิว มหาสมุทรและชั้นบรรยากาศ พีโดสเฟียร์ ทรงกลมทางเศรษฐกิจและสังคม และพื้นที่ปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน

Geoimages แบ่งออกเป็นสามประเภท:

แบนหรือสองมิติ - แผนที่ แผนผัง anamorphoses ภาพถ่าย แผนการถ่ายภาพ โทรทัศน์ เครื่องสแกน เรดาร์ และภาพระยะไกลอื่น ๆ

ปริมาตรหรือสามมิติ - แอนากลิฟ แผนที่นูนและสรีรวิทยา สามมิติ บล็อก แบบจำลองโฮโลแกรม

ไดนามิกสามมิติและสี่มิติ - แอนิเมชั่น, การทำแผนที่, ภาพยนตร์สามมิติ, แผนที่ฟิล์ม, ภาพเสมือนจริง

หลายคนได้เข้าสู่การปฏิบัติแล้ว คนอื่น ๆ ได้ปรากฏตัวเมื่อเร็ว ๆ นี้ และคนอื่น ๆ ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา ดังนั้นในหลักสูตรนี้ เราจึงสร้างภาพภูมิศาสตร์สองมิติและสามมิติ

3.2 การสร้างแบบจำลองการบรรเทาทุกข์แบบดิจิทัลสำหรับอาณาเขตของ Saratov

และภูมิภาคเอนเจล

ขั้นแรกเราดาวน์โหลดข้อมูล SRTM สาธารณะของการประมวลผลเพิ่มเติมเวอร์ชัน 2 บนพอร์ทัลอินเทอร์เน็ตที่เปิดให้ผู้ใช้เครือข่ายใด ๆ (#"justify">จากนั้นเราเปิดส่วนที่ดาวน์โหลดในโปรแกรม Global Mapper เลือกฟังก์ชัน "ไฟล์" จากนั้น "ส่งออกข้อมูลแรสเตอร์และระดับความสูง" - " ส่งออก Dem" (รูปที่ 12) การดำเนินการชุดนี้ดำเนินการเพื่อแปลงข้อมูลที่ดาวน์โหลดเป็นรูปแบบ DEM ซึ่งสามารถอ่านได้โดยโปรแกรม Vertical Mapper ซึ่งโมเดลจะ ถูกสร้างขึ้น

รูปที่.3.2.1. ส่งออกไฟล์เป็นรูปแบบ DEM โดยใช้โปรแกรม Global Mapper [ทำโดยผู้เขียน]

หลังจากส่งออกข้อมูลแล้ว ให้เปิดโปรแกรม Vertical Mapper ที่เราสร้างขึ้น การดำเนินการเพิ่มเติม- สร้างกริด - นำเข้ากริด (รูปที่ 13)

ข้าว. 3.2.2. การสร้างโมเดล Grid ในโปรแกรม Vertical Mapper [ทำโดยผู้เขียน]

ด้วยการใช้ฟังก์ชันเหล่านี้ เราสร้างแบบจำลอง GRID ซึ่งผู้เขียนได้ดำเนินการทั้งหมดในเวลาต่อมาเพื่อสร้าง DEM สำหรับอาณาเขตของภูมิภาค Saratov เพื่อสร้างเส้นแยกและแบบจำลองการบรรเทาสามมิติ

บทสรุป

แบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัลเป็นฟังก์ชันการสร้างแบบจำลองที่สำคัญในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ เนื่องจากทำให้สามารถแก้ไขปัญหาในการสร้างแบบจำลองนูนและการใช้งานได้ ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้เป็นการแสดงภูมิประเทศจริงสามมิติเต็มรูปแบบในขณะที่ทำการสำรวจ ดังนั้นจึงทำให้สามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นได้ เช่น การกำหนดพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของการนูน การสร้างโปรไฟล์หน้าตัด ดำเนินงานออกแบบและสำรวจ การติดตามการเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ นอกจากนี้ DEM ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการแสดงภาพอาณาเขตในรูปแบบของภาพสามมิติ ดังนั้นจึงให้โอกาสในการสร้างแบบจำลองภูมิประเทศเสมือนจริง (VTM)

ความเกี่ยวข้องของหัวข้อของงานหลักสูตรเกิดจากความต้องการอย่างกว้างขวางในการวิจัยทางภูมิศาสตร์ของข้อมูลการบรรเทาทุกข์ในรูปแบบดิจิทัลเนื่องจากบทบาทที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ความจำเป็นในการปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของวิธีการสำหรับ การสร้างและใช้แบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM) และรับรองความน่าเชื่อถือของแบบจำลองที่สร้างขึ้น

ปัจจุบัน มีแหล่งข้อมูลหลักหลายแห่งสำหรับการสร้างแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล ซึ่งเกิดจากการประมาณค่าของรูปทรงดิจิทัลจากแผนที่ภูมิประเทศ และวิธีการสำรวจระยะไกลและโฟโตแกรมเมทรี วิธีการสำรวจระยะไกลกำลังได้รับความเข้มแข็งเพิ่มขึ้นในการแก้ปัญหาทางภูมิศาสตร์หลายอย่าง เช่น การสร้างความโล่งใจจากข้อมูลการตรวจจับเรดาร์ดาวเทียมของโลก หนึ่งในผลิตภัณฑ์การตรวจจับเรดาร์ของโลกนั้นมีเผยแพร่ต่อสาธารณะและเผยแพร่ข้อมูล SRTM (ภารกิจภูมิประเทศเรดาร์กระสวย) ได้ฟรี ซึ่งมีอยู่ทั่วโลกส่วนใหญ่ด้วยความละเอียดของแบบจำลอง 90 ม.

ในกระบวนการเขียนงานในหลักสูตร แบบจำลองการบรรเทาทุกข์ดิจิทัลได้ถูกสร้างขึ้นสำหรับอาณาเขตของภูมิภาค Saratov และ Engel ซึ่งจะช่วยแก้ไขงานก่อสร้างและพิสูจน์ความเป็นไปได้ในการสร้าง DEM โดยใช้ข้อมูล SRTM

บรรเทา geoimage เรดาร์ดิจิตอล

รายชื่อแหล่งที่มาที่ใช้

1. Khromykh V.V. , Khromykh O.V. แบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัล Tomsk: TML-Press Publishing House LLC ลงนามเพื่อตีพิมพ์เมื่อวันที่ 15 ธันวาคม 2550 ยอดจำหน่าย 200 เล่ม

Ufimtsev G.F. , Timofeev D.A. “ สัณฐานวิทยาโล่งอก” มอสโก: โลกวิทยาศาสตร์. 2547

ปริญญาตรี Novakovsky, S.V. ปราโซลอฟ, A.I. ปราโซโลวา “แบบจำลองการบรรเทาทางดิจิทัลของสนามภูมิศาสตร์จริงและเชิงนามธรรม” มอสโก: โลกวิทยาศาสตร์. 2546

เช่น. Samardak "ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์" วลาดิวอสต็อก FEGU, 2548 - 124 น.

Geoprofi [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: นิตยสารเกี่ยวกับมาตรวิทยา การทำแผนที่ และการนำทาง / มอสโก - นิตยสารอิเล็กทรอนิกส์ - โหมดการเข้าถึง: #"จัดชิดขอบ"> ภาคการประยุกต์ใช้ GIS [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: ฐานข้อมูล - โหมดการเข้าถึง:#"จัดชิดขอบ">. Vishnevskaya E.A., Elobogeev A.V., Vysotsky E.M., Dobretsov E.N. United Institute of Geology, Geophysics and Minerology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, โนโวซีบีสค์ จากเอกสารการประชุมนานาชาติ “Interkarto - 6” (Apatity, 22-24 สิงหาคม 2543)

GIS Association [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: ฐานข้อมูล - โหมดการเข้าถึง: #"จัดชิดขอบ"> สมาคม GIS LAB [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: ฐานข้อมูล - โหมดการเข้าถึง: #"justify">10. จาร์วิส เอ., เอช.ไอ. Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2006, ข้อมูล SRTM ไร้รอยต่อที่เติมรู V3, ศูนย์เกษตรเขตร้อนนานาชาติ (CIAT)

11. A.M. Berlyant, A.V. Vostokova, V.I. Kravtsova, I.K. ลูรี่, ที.จี. Svatkova, B.B. Serapinas "คาร์โตโลยี" มอสโก: Aspect Press, 2546 - 477 หน้า