Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра геодезії

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

курсового проекту

з дисципліни “Цифровая картография”

на тему

Сбор, обработка, исследование и анализ цифровой картографической информации

Днепропетровск

2007

Задание

топографическая картографическая модель

1. По результатам визуального анализа топографических карт масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000 выполнить описание заданного участка территории.

2. Определение количества и анализ картографической информации на топографических картах масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

2.1. На заданном участке территории по топографическим картам различных масштабов (1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000) определить количество условных знаков, подписей и их графическую нагрузку.

2.2. Вычислить энтропию и избыточность информации.

2.3. Исследовать зависимость количества условных знаков и подписей от масштаба карты.

2.4. Исследовать влияние факторов картографической генерализации.

3. Сбор, обработка цифровой топографической информации и построение регулярной и аналоговой моделей топографической поверхности.

3.1. На заданном участке территории земной поверхности по топографическим картам различных масштабов (1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000) произвести сбор цифровой топографической информации о рельефе местности при следующих условиях:

в случае регулярной (геометрически упорядоченной) модели топографической поверхности (интервал квадратной сетки принять равным 200 м);

в случае аналоговой (геоморфологически упорядоченной) модели топографической поверхности.

3.2. Выполнить обработку полученных массивов метрической информации соответствующих регулярной и аналоговой моделям топографической поверхности по топографическим картам масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

3.3. Построить регулярную и аналоговую модели топографической поверхности по результатам обработки цифровой топографической информации, собранной на топографических картах масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

3.4. Построить горизонтали для регулярной и аналоговой моделей топографической поверхности по результатам обработки цифровой топографической информации, собранной на топографических картах масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

3.5. Выполнить исследование влияния масштаба топографической карты, типа рельефа, картографической генерализации, точности получения цифровой топографической информации и густоты сеток на качество моделей топографической поверхности.

4. Построить фрагмент цифровой карты

4.1. Отсканировать исходный картографический материал масштаба 1:10000

4.2. Выполнить привязку и трансформирование растрового изображения

4.3. Создать объекты ситуации и рельефа в векторной форме

4.4. Генерализировать полученный фрагмент цифровой карты

4.5. Сравнить полученные результаты

5. Решение инженерных задач

6. Выводы

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание заданного участка территории по результатам визуального анализа

2. Определение количества и анализ картографической информации на топографических картах масштаба 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000

2.1 Определение количества условных знаков и подписей на заданном участке карт масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000

2.2 Определение графической нагрузки топографической карты на заданном участке

2.3 Вычисление энтропии, максимальной энтропии и избыточности информации

2.4 Расчет количества условных знаков при генерализации картографического изображения

2.5 Исследование зависимости количества картографической информации от масштаба карты

2.6 Исследование влияния факторов картографической генерализации

3. Сбор, обработка цифровой топографической информации и построение регулярной и аналоговой моделей топографической поверхности на заданном участке территории земной поверхности

3.1 Сбор цифровой топографической информации о рельефе местности по топографическим картам масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000

3.1.1 Регулярная модель топографической поверхности

3.1.2 Аналоговая модель топографической поверхности

3.2 Обработка массивов метрической информации регулярной и аналоговой моделей топографической поверхности

3.3 Построение регулярной и аналоговой модели топографической поверхности по результатам обработки цифровой топографической информации.

3.4 Построение горизонталей для регулярной и аналоговой моделей топографической поверхности по результатам обработки цифровой топографической информации

3.5 Исследование влияния масштаба топографической карты, типа рельефа, картографической генерализации, точности получения цифровой топографической информации и густоты сеток на качество моделей топографической поверхности

4. Построение фрагмента цифровой карты

4.1 Сканирование исходного картографического материала (карта масштаба 1:10000)

4.2 Привязка и трансформирование растрового изображения

4.3 Создание объектов ситуации и рельефа в векторной форме

4.4 Генерализация полученного фрагмента цифровой карты

4.5 Сравнение полученных результатов

5. Выводы

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Цифровое картографирование - это комплекс мероприятий по созданию цифровых карт и моделей местности (цифровой картографической продукции)

Востребованность цифровой картографической продукции в последнее время значительно возросла. Все большее число пользователей топографической информации обращают внимание на преимущества использования в своей работе цифровых карт. Были опробованы различные программные средства отечественных и зарубежных производителей. Чем больше различных программных средств используется при создании продукта, тем сложней технологический процесс. Поэтому все основные работы по созданию цифровых карт в основном проводят в ArcView GIS.

Анализ содержания и задач крупномасштабного картографирования на современном этапе позволяет выделить три основных принципа автоматизации работ геодезического производства:

- переход к представлению картографической информации в виде ЦММ, реализованной программными средствами на ПК;

- формализация параметров топографической съемки как информационного процесса в системе "человек-машина" с разработкой новых методов и технологических процессов;

- системный подход к организации картографического производства процесса, выражающийся в создании автоматизированных картографических систем.

Как только выбрана проекция и вычерчена соответствующая ей градусная сетка, можно приступать к составлению основы и подготовке информации, определяющей содержание карты. При этом для крупномасштабных карт часто используются аэрофотоматериалы. Использование аэро- и космических снимков облегчило обновление устаревших карт. Хотя аэрофотоснимки дают хорошее изображение поверхности, они все же не могут заменить собой карты; на них присутствует масса «неотсортированной» информации, поэтому они требуют интерпретации. На карте же относительно менее важные данные могут быть опущены, а другие, более существенные для целей данной карты, напротив, выделяются для более легкого их чтения.

Некоторые проблемы картографирования могут быть показаны на примере береговых линий, разграничивающих сушу и акватории. Поскольку существуют приливы, границы континентов и океанов изменяются в соответствии с изменением уровня Мирового океана; обычно на картах показано их положение при среднем уровне моря (т.е. среднем между уровнями прилива и отлива). Кроме того, даже на картах самого крупного масштаба не могут быть показаны все детали береговой линии; следовательно, необходима генерализация.

Значение генерализации, т.е. отбора и обобщения деталей, возрастает по мере уменьшения масштаба карт; генерализации подвергаются практически все элементы основы и содержания карты. Например, из водотоков, изображенных на крупномасштабной топографической карте, лишь некоторые могут быть сохранены на карте среднего масштаба; при переходе к обзорным картам требуется дальнейший отбор и сокращение количества элементов. При отборе и генерализации приходится устанавливать и принципы отбора - например, при выборе критериев для показа населенных пунктов необходимо решить, руководствоваться ли только численностью населения или учитывать также политическое значение городов; в последнем случае необходимо показывать на карте все столицы, хотя численность их населения может быть невысокой.

Одной из самых трудных задач картографирования является правильная передача рельефа. При этом используются такие способы, как отмывка, обрисовка форм рельефа, изогипсы, штриховка и послойная гипсометрическая окраска. Горизонтали можно представить себе как линии пересечения топографической поверхности серией равноотстоящих одна от другой горизонтальных плоскостей; расстояния между этими плоскостями по вертикали называют сечением горизонталей. Будучи количественным показателем, горизонтали очень информативны, однако этому методу присущи некоторые недостатки - например, мелкие формы рельефа могут не найти отражение на карте даже при малом сечении, и, кроме того, рельеф в таком изображении не очень нагляден.

Сочетанием горизонталей и отмывки достигается наиболее точная в качественном и количественном отношении передача форм поверхности. Показ рельефа посредством штрихов отличается тем, что штрихи проводятся по падению склона (а не по простиранию, как горизонтали). Толщина штрихов зависит от угла наклона склона; чем больше уклон, тем толще линия, в результате чего более крутые склоны выглядят на карте более темными. Наиболее старым методом показа очертаний земной поверхности является использование перспективных условных знаков, представляющих собой стилизованное изображение определенных форм рельефа в профиль или в ракурсе ѕ. Изображение рельефа на гипсометрических картах представляет собой высшую степень генерализации метода горизонталей.

Картографирование земной поверхности было и остается уделом различных международных организаций. Например, ООН помимо финансирования Международной карты мира, выделяет средства картосоставительским организациям. Международному обмену картографической информацией способствует Международная картографическая ассоциация, которая регулярно проводит совещания и издает справочный ежегодник (The International Yearbook of Cartography). Еще одно международное издание, журнал «Имаго Мунди» (в переводе «Образ мира»), посвящено истории картографии.

В курсовом проекте изучается топографическая поверхность заданного участка в различных масштабах 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000. Затем осваиваются навыки работы в программной среде Serfer. Также рассматривается влияние масштаба карты на графическую нагрузку, энтропию, максимальную энтропии и на количество информации, которую она несет. После чего сканируют карту и обучаются оцифровывать электронную карту. Затем генерализуют её по заданным масштабам и сравнивают с топографической.

1. ОПИСАНИЕ ЗАДАННОГО УЧАСТКА ТЕРРИТОРИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ВИЗУАЛЬНОГО АНАЛИЗА

В данном курсовом пректе рассмотрен фрагмент учебной топографической карты номенклатуры У-34-37-В-в-4 масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000. Визуальный анализ проведён на участке территории площадью 1кв.км. с координатами левого нижнего угла:

6065000

4312000

Описание по карте участка территории для масштаба 1:10000 выглядит так:

Математическая основа карты - система математических элементов карты, определяющих размещение на ней изображаемых объектов и геометрические свойства картографического изображения, это геодезическая основа, картографические проекции и масштаб карты. На данной карте геодезические координаты определялись в системе координат 1942 года. Съемка высотной и плановой геодезической основы осуществлялась в 1958 году, затем обновлялась в 1977 году. На карте существует множество пунктов государственной геодезической сети различных классов. Судя по тому, что наш участок находится на листе карты, который расположен недалеко от параллели 54°, то можно сделать вывод что данная карта составлялась в конической проекции.

Рельеф. На западе данного мне участка располагается возвышенность, высота которой с запада на восток снижается с перепадами высот не более 1° до пересечения с рекой Голубая, затем повышается с перепадами высот до 2°. На северо-западном краю участка есть небольшой обрыв (1 метр), в низменности которого располагается болотистая местность.

Гидрография и гидротехнические сооружения. В пределах моего участка есть 2 реки: Голубая и Беличка. Обе реки пересекая местность образуют вокруг себя заболоченные территории. Через реку Голубая сооружено 2 моста.

Растительность и грунты. Значительную часть участка занимает берёзовый лес с 16-метровыми деревьями, толщина которых составляет в среднем 30 см. На востоке участка есть кустарниковые леса, так же существует луговая растительность и множество лесополос, предохраняющих поля от сильных ветров.

Населенные пункты. В границах моего участка есть часть совхоза Беличи, с количеством дворов - 7, который примыкает к берёзовому лесу своей северо-восточной стороной.

Пути сообщения. Через весь участок с запада на восток проходит улучшенная грунтовая дорога с шириной проезжей части 6 метров, вдоль которой посажены лесополосы. Дорога пересекает холмистую местность, поэтому полотно дороги проходит по насыпям (где висотные отметки низкие) и ямам (где есть возвышенности). Также через участок проходят грунтовые просёлочные и полевые лесные дороги.

При масштабе 1:25000 значительная часть горизонталей не отображается.

При масштабе 1:50000 не отображаются полевые и лесные дороги, высоты деревьев в лесу, а также лесополосы.

При масштабе 1:100000 не отображаются линии связи, а также все просёлочные дороги. Нет ни одной высотной отметки.

Пространственное положение объектов по карте определяют с учётом некоторой плановой точностью и ошибкой по высоте, которые соответственно определяются:

Mпл =0.3-0.5мм

Mвыс=0.3-0.5мм*h, где h- высота сечения рельефа, м.

Для карт масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000 эти точности будут следующими:

1:10000 Mпл=3.0-5.0м

Mвыс=0.75-1.25м

1:25000 Mпл=7.5-12.5м

Mвыс=1.5-2.5м

1:50000 Mпл=15.0-25.0м

Mвыс=3.0-5.0м

1:100000 Mпл=30.0-50.0м

Mвыс=6.0-10.0м.

По полученным результатам мы можем сделать вывод о том, что с укрупнением масштаба точность информации, которую мы получаем об объектах, расположенных на местности, повышается.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА И АНАЛИЗ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТАХ МАСШТАБОВ 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000

2.1 Определение количества условных знаков и подписей на заданном участке топографической карты

Картографические условные знаки представляют собой применяемые на картах обозначения различных объектов и их качественных и количественных характеристик. Условные знаки стандартны и обязательны для всех ведомств и учреждений, занимающихся созданием топографических карт. Условные знаки одних и тех же объектов на всех крупномасштабных картах в основном одинаковы по своему начертанию и окраске и различаются лишь размерами. Для каждой группы однородных объектов установлен, как правило, общий условный знак, определяющий род предмета. Он имеет обычно простое начертание, удобное для вычерчивания и запоминания, и своим рисунком или цветом напоминает внешний вид или какие-либо другие признаки изображаемого местного предмета.

Картографические условные знаки по назначению и геометрическим свойствам подразделяют на три вида: линейные, вне-масштабные и площадные. Кроме условных знаков на картах применяются подписи, поясняющие вид или род изображаемых на карте объектов, а также их количественные и качественные характеристики.

Линейными картографическими условными знаками изображают объекты линейного характера, длина которых выражается в масштабе карты, - дороги, нефтепроводы, линии электропередачи и др.

Внемасштабными картографическими условными знаками изображают объекты, площади которых не выражаются в масштабе карты. Положению объекта на местности соответствует центр знака симметричной формы, середина основания знака с широким основанием, вершина угла знака с основанием в виде прямого угла, центр нижней фигуры знака, представляющего собой сочетание нескольких фигур.

Площадными картографическими условными знаками заполняют площади объектов, выражающихся в масштабе карты. Площадные знаки, вычерченные внутри контура объекта (болота, лесного массива, сада и т. п.), не указывают его положение на местности.

Пояснительные подписи дают дополнительные характеристики объектов местности: собственные названия объектов, их назначение, количественные и качественные характеристики. Подписи в некоторых случаях сопровождаются условными значками, например при характеристике леса, обозначении направления течения воды в реке, глубины болота. Пояснительные подписи могут быть полными и сокращенными.

На заданном участке карт масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000 определим количество условных знаков и подписей.

В таблице 2.1 сведены результаты наблюдений, а так же подсчет величин характеризующик картографическую информацию.

Таблица 2.1 Количество условных знаков, графическая нагрузка, энтропия, максимальная энтропия и избыточность информации

Масштаб	Количество условных знаков	Графи-ческая нагрузка, зн/дм2 l	Энтро-пия E	Макси-мальная энтр-опия Emax	Избыточ-ность инфор-мации I
	Внемасштабные	Площадные	Линейные	Подписи	Всего	Полученные при генерализации
10000	12	10	18	16	56	-			56,0000	1,9628	5,8074	0,6620
25000	9	8	15	9	41	35,4175	-	-	256,2500	1,9512	5,3576	0,6358
50000	2	6	8	3	19	25,0440	28,9914	-	475,0000	1,8129	4,2479	0,5732
100000	0	1	3	0	4	17,7088	20,5000	13,4350	400,0000	0,8113	2,0000	0,5944

Подсчёт графической нагрузки, энтропии, максимальной энтропии и избыточности информации осуществлялись по формулам приведенным ниже.

2.2 Определение графической нагрузки на заданном участке топографической карты

Вычисление графической нагрузки l осуществляется по формуле (2.1)

, (2.1)

где n - общее количество условных знаков;

S - площадь, на которой было определено это количество условных знаков.

Результаты вычислений сведены в таблицу 2.1.

2.3 Вычисление энтропии, максимальной энтропии и избыточности информации

Вычисление энтропии Е осуществляется по формуле (2.2)

, (2.2)

где - вероятность i-го события;

n_i - количество условных знаков (внемасштабных, площадных или линейных) или подписей на участке топографической карты масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000;

n - общее количество условных знаков и подписей участка топографической карты масштабного ряда 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.

Вычисление максимальной энтропии Е_тах осуществляется по формуле (2.3)

. (2.3)

Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.

Вычисление избыточности информации I осуществляется по формуле (2.4)

. (2.4)

Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.

2.4 Расчет количества условных знаков при генерализации картографического изображения

Расчет количества условных знаков n'_i=1 при генерализации картографического изображения осуществляется по формуле (2.5)

, (2.5)

где M_i и M_i+1 - знаменатели масштабов исходной и генерализованной карт соответственно.

2.5 Исследование зависимости количества картографической информации от масштаба карты

На заданном участке на топографической карте масштаба 1:10 000 отражается наибольшее количество условных топографических знаков, т.к. это наименьший из всех масштабов, по сравнению с 1:25000, 1:50000, 1:100000. И при этом масштабе, по сравнению с другими довольно легко различимы объекты и их взаимосвязь. Начиная с масштаба 1:25000 количество условных знаков на топографической карте постепенно уменьшается, также происходит замена некоторых площадных условных знаков на точечные.

А на карте масштаба 1:100 00 на заданном мне участке количество условных топографических знаков минимальное, по сравнению с предыдущими масштабами. Обычно на картах этого масштаба остаётся только наиболее значимая информация, которая, к сожалению, не всегда легко различима.

2.6 Исследование влияния факторов картографической генерализации

Топографические карты, уменьшенные обобщённые изображения земной поверхности на плоскости, показывающие размещение, сочетания и связи природных и общественных явлений, отбираемых и характеризуемых в соответствии с назначением данной карты. Для карт свойственны:

1. особый математический закон построения - картографическая проекция;

2. изображение явлений посредством особой знаковой системы -- картографических символов;

3. отбор и обобщение изображаемых явлений - картографическая проекция;

Особенно важна третья особенность -- картографическая генерализация, которая представляет собой процессы отбора и обобщения содержания при составлении географических карт. Имеет целью сохранить и выделить на карте основные, типические черты и характерные особенности изображаемых явлений в соответствии с назначением данной карты, её тематикой и возможностями масштаба. Наиболее очевидно влияние на генерализацию масштаба карты, например изображение 1 км2 местности в масштабе 1:1000 занимает 1 м2 карты, в масштабе 1:10000 -- 1 дм2, в масштабе 1:100 000 -- 1 см2, в масштабе 1:1 000 000 -- 1 мм2. Изобразить местность во всех этих масштабах с одинаковой подробностью и насыщенностью невозможно. Неизбежно исключение деталей и менее значимых объектов, возрастающее по мере уменьшения масштаба. Но воздействие масштаба определяется не только ограничением места -- на карте мелкого масштаба, охватывающей значительное пространство, детали теряют значение и, если их сохранить, затруднится восприятие основного содержания. Например, целостное представление о горных системах Кавказа можно получить только по мелкомасштабной, сильно генерализованной карте, детальные топографические карты целостного представления о Кавказе не дадут. Влияют на генерализацию географические условия -- одни и те же явления (или их особенности) по-разному оцениваются для разных ландшафтов или в своеобразии их связей с др. явлениями, например колодцы -- важный элемент содержания на всех топографических картах пустынных и полупустынных районов -- не показываются на тех же картах для территорий, обеспеченных водой. На генерализацию особенно воздействует назначение карты. Например, на справочной карте стремятся дать возможно более полное содержание, а на учебной карте того же масштаба содержание разгружают, ограничивают требованиями школьной программы.

Картографическая генерализация проявляется: в отборе объектов (т. е. в ограничения содержания карты необходимыми объектами и в исключении прочих); в продуманном упрощении контуров, т. е. плановых очертаний объектов -- линейных и площадных (при котором сохраняются, а иногда даже усиливаются особенности контура, характерные для данного объекта, например серповидность озёр-стариц, округлость озёр зандровых областей и т. д.); в обобщении количественных характеристик, состоящем в укрупнении ступеней, внутри которых изменения количественного показателя, характеризующего данную категорию, не находят отражения на карте (например, в шкале людности населённых пунктов объединение двух ступеней шкалы -- менее 500 жит. и от 500 до 2000 жит. -- в одну, менее 2000 жит.); в обобщении качественных характеристик, состоящем в упрощении классификаций изображаемых явлений (например, отказ от подразделения лесов по породам при изображении растительности на топографических картах); в замене отдельных объектов их собирательными обозначениями (например, переход от изображения населённого пункта в виде отдельных строений к его передаче кварталами и геометрическим знаком -- пунсоном).

Выяснение закономерностей генерализации относится к важным научным задачам картографии. Примером может быть обоснование правил отбора в математической форме, в частности в виде количественных показателей -- «цензов», определяющих условия нанесения на карту объектов различных категорий (например, обязательность показа всех пунктов, число жителей в которых 10000 и более). Показатели отбора изменяются на разных картах и для различных географических районов. Разработка математических основ Г. к. приобрела большое значение в связи с внедрением автоматики в процессы создания и использования карт.

3. СБОР, ОБРАБОТКА ЦИФРОВОЙ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И ПОСТРОЕНИЕ РЕГУЛЯРНОЙ И АНАЛОГОВОЙ МОДЕЛЕЙ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

3.1 Сбор цифровой топографической информации о рельефе местности по топографическим картам масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000

Цифровая топографическая информация - важнейший элемент информационного обеспечения и пространственного моделирования в ГИС. Цифровые топографические карты часто ассоциируют с базовыми пространственными данными - основами, на которые наносят тематическую информацию. Базовые пространственные данные являются одним из трех основных элементов национальной и глобальной инфраструктуры пространственных данных. Сбор цифровой топографической информации о рельефе местности производился по топографическим картам при помощи учебной линейки (точность 0,5 мм) и циркуля по горизонталям, а также по высотным отметкам пунктов высотной геодезической сети. Точки, координаты которых определялись, заносились в специальную таблицу, где указывались их номера, координаты, и высотные отметки

3.1.1 Регулярная модель топографической поверхности

Для построения регулярной модели местности выданный мне участок разбивается на квадраты равные между собой по площади. В данном случае участок площадью 1 кв. км. был разбит на 25 равных квадратов. В результате были получены 36 точек, координаты и высотные отметки, которых мы определяем и заносим в таблицы. Координатная сетка для всех масштабов одинакова, поэтому мы определим её один раз, а для других масштабов мы будем определять только высотные отметки.

Таблица 3.1 Данные для регулярных моделей 10 000 масштаба

№ пп	№ точки	Х	Y	Z	№ пп	№ точки	X	Y	Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	6066000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000 6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600	4312000 4312200 4312400 4312600 43128004313000 43120004312200 4312400 4312600 4312800 43130004312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000	148,34 144,12 141,86 139,58 135 130 152.92 154.64 147.67 144.75 143.33 137 155.6 152.58 148.2 144.06 141.64 139,83	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	6065400 6065400 6065400 6065400 606540060654006065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000	4312000 4312200 43124004312600 4312800 43130004312000 4312200 4312400 4312600 4312800 43130004312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000	155.5 152.79 148.27 142 147.08 148,24 150,97 147.17 144.88 144.75 149.06 149,57 154.6 150.73 149.65 147.52 152.12 151,76

Таблица 3.2 Данные для регулярных моделей 25 000 масштаба

№ пп	№ точки	Х	Y	Z	№ пп	№ точки	X	Y	Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065400 6065400 6065400 6065400 6065400 6065400	4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800	137 152.5 151 146.75 144.57 142.32 140 155.05 152.5 148.93 144.46 140.86 148 155.1 152.82 148.66 143.6 143.06	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000	4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800	149,5 147.18 143.21 145 143.21 148.55 151,5 154.5 150.69 149.44 147.5 152.5 130 148,5 144,0 141,5 139,5 135

Таблица 3.3 Данные для регулярных моделей 50 000 масштаба

№ пп	№ точки	Х	Y	Z	№ пп	№ точки	X	Y	Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065400 6065400 6065400 6065400 6065400 6065400	4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800	137 153 150 142 145 145.4 140 160 153.6 146.6 145 146.9 148 160 153.3 150.2 146.5 148.7	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000	4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800	149,6 151.2 147.5 145 145.7 145.3 151,4 153.7 151.3 146.4 148 151.5 130 148,5 144,0 141 139,5 135

Данные для регулярных моделей 100 000 масштаба Таблица 3.4

№ пп	№ точки	Х	Y	Z	№ пп	№ точки	X	Y	Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065800 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065600 6065400 6065400 6065400 6065400 6065400 6065400	4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800	140 143 150 145 141 141 140 144 147 149 147 144 148 145 147 150 152 155	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36	6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065200 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6065000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000 6066000	4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800 4313000 4312000 4312200 4312400 4312600 4312800	149 142 150 147 153 156 151 146 150 152 152 150 130 148 144 141 139 135

3.1.2 Аналоговая модель топографической поверхности

Аналоговая модель [analog model].- один из трех исходных типов моделей: модель, свойства которой определяются законами, аналогичными законам изучаемой системы. Представляет исследуемый объект аналогом, который ведет себя как реальный объект, но не выглядит как таковой.

В нашей аналоговой модели количество точек мы выбираем сами. В этом случае ведется оцифровка горизонталей. Таким образом, основная задача заключается в определении координат выбранных точек.

На следующих страницах приведены рассчитанные по картам разных масштабов пространственные координаты точек для расчёта аналоговой модели топографической поверхности заданного участка местности.

Для масштаба 1: 10 000

№ пп	№ точки	х	у	z	№ пп	№ точки	Х	У	Z	№ пп	№ точки	х	у	z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184	37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238	6065790 6065734 6065731 6065789 6065630 6065602 6065520 6065441 6065417 6065800 6065710 6065701 6065720 6065760 6065767 6065726 6065714 6065708 6065688 6065660 6065605 6065585 6065530 6065472 6065455 6065415 6065394 6065362 6065352 6065270 6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065106 6065128 6065126 6065110 6065184 6065196 6065218 6065260 6065338 6065460 6065528 6065544 6065690 6065744 6065772 6065760 6065846 6065876 6065800 6065788 6065802 6065934 6065533 6065516 6065500 6065481 6065463 6065440 6065425 6065400 6065338 6065307 6065282 6065247 6065229 6065210 6065186 6065151 6065129 6065105 6065057 6065040 6065038 6065051 6065048 6065023 6065050 6065082 6065105 6065110 6065107 6065122 6065147 6065160 6065181 6065193 6065200 6065200	4311873 4311917 4311955 4311960 4311981 4312030 4312049 4312056 4312029 4312010 4312064 4312090 4312116 4312130 4312151 4312210 4312240 4312271 4312295 4312292 4312216 4312198 4312199 4312253 4312255 4312238 4312218 4312111 4312092 4312010 4312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312072 4312046 4312066 4312122 4312326 4312382 4312308 4312300 4312496 4312438 4312322 4312272 4312132 4312104 4312080 4312070 4312050 4312000 4312470 4312499 4312508 4312500 4312478 4312467 4312460 4312445 4312428 4312410 4312382 4312283 4312214 4312195 4312205 4312285 4312304 4312300 4312293 4312296 4312320 4312393 4312430 4312457 4312493 4312476 4312452 4312406 4312310 4312357 4312365 4312365 4312330 4312328 4312339 4312348	155 155 155 155 155 155 155 155 155 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 150 150 150 150 150 150 149 149 149 149 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145	46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233	82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 259 260 261 262 263 264 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 289 290	6065178 6065190 6065164 6065061 6065090 6065130 6065140 6065111 6065036 6065012 6065000 6065024 6065068 6065100 6065098 6065048 6065000 6065022 6065000 6065790 6065734 6065731 6065789 6065630 6065602 6065520 6065441 6065417 6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065184 6065196 6065218 6065260 6065338 6065460 6065528 6065051 6065090 6065111 6065120 6065217 6065244 6065293 6065322 6065373 6065407 6065431 6065455 6065490 6065518 6065532 6065546 6065570 6065590 6065601 6065621 6065625 6065636 6065659 6065748 6065782 6065790 6065788 6065783 6065799 6065590 6065580 6065577 6065556 6065530 6065509 6065411 6065328 6065212 6065162 6065140 6065085 6065062 6065055 6065111 6065160 6065238 6065312 6065432 6065476 6065511 6065516 6065473 6065437	4311824 4311802 4311802 4311812 4311879 4311928 4311970 4312025 4312136 4312146 4312740 4312700 4312798 4312870 4312932 4313000 4312828 4312892 4312942 4311873 4311917 4311955 4311960 4311981 4312030 4312049 4312056 4312029 4312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312072 4312046 4312066 4312122 4312326 4312382 4312308 4312240 4312226 4312197 4312213 4312460 4312490 4312511 4312520 4312523 4312536 4312541 4312558 4312596 4312611 4312595 4312563 4312546 4312570 4312600 4312622 4312722 4312748 4312770 4312800 4312717 4312624 4312594 4312555 4312530 4312770 4312740 4312632 4312634 4312658 4312650 4312580 4312570 4312550 4312480 4312476 4312515 4312513 4312530 4312520 4312550 4312582 4312610 4312644 4312685 4312743 4312794 4312736 4312692	147.5 147.5 147.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 152.5 150 150 150 150 150 150 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 142.5 145 145	91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263	127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 180 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 321 322 335	6065138 6065139 6065127 6065113 6065165 6065190 6065220 6065240 6065261 6065076 6065296 6065340 6065362 6065429 6065455 6065479 6065489 6065534 6065557 6065581 6065641 6065651 6065675 6065690 6065708 6065749 6065760 6065770 6065774 6065792 6065794 6065781 6065768 6065739 6065737 6065740 6065728 6065703 6065680 6065667 6065631 6065600 6065588 6065570 6065548 6065368 6065256 6065195 6065116 6065087 6065001 6065004 6065001 6065000 6065071 6065194 6065358 6065378 6065388 6066000 6065896 6065944 6065004 6065075 6066000 6065480 6065520 6065545 6065548 6065532 6065523 6065876 6065880 6065838 6066000	4312204 4312184 4312178 4312180 4312080 4312049 4312056 4312087 4312110 4312127 4312200 4312318 4312338 4312362 4312375 4312380 4312376 4312306 4312301 4312314 4312409 4312436 4312482 4312492 4312492 4312437 4312355 4312328 4312269 4312235 4312403 4312455 4312478 4312540 4312570 4312606 4312632 4312634 4312617 4312584 4312531 4312459 4312426 4312415 4312430 4312660 4312642 4312620 4312570 4312560 4312570 4312660 4312652 4312610 4312600 4312668 4312745 4312749 4312784 4312022 4312054 4312098 4312734 4312796 4312458 4312653 4312687 4312691 4312757 4312773 4312720 4312564 4312592 4312862 4313000	150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 145 145 145 145 145 145 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147.5 147,5 147,5 147,5 150 150 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 135

Для масштаба 1 : 25 000

№ пп	№ точки	х	у	z	№ пп	№ точки	Х	У	Z	№ пп	№ точки	х	у	z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159	37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 181 182 183 184 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 293 294	6065790 6065734 6065731 6065789 6065630 6065602 6065520 6065441 6065417 6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065106 6065128 6065126 6065110 6065184 6065196 6065218 6065260 6065338 6065460 6065528 6065544 6065690 6065744 6065772 6065760 6065846 6065876 6065800 6065788 6065802 6065934 6065050 6065082 6065105 6065110 6065107 6065122 6065147 6065160 6065181 6065193 6065200 60652006065532 6065546 6065570 6065590 6065601 6065621 6065625 6065636 6065659 6065748 6065782 6065790 6065788 6065783 6065799 6065473 60654376065880 6065838 6066000	4311873 4311917 4311955 4311960 4311981 4312030 4312049 4312056 4312029 4312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312072 4312046 4312066 4312122 4312326 4312382 4312308 4312300 4312496 4312438 4312322 4312272 4312132 4312104 4312080 4312070 4312050 4312000 4312493 4312476 4312452 4312406 4312310 4312357 4312365 4312365 4312330 4312328 4312339 43123484312595 4312563 4312546 4312570 4312600 4312622 4312722 4312748 4312770 4312800 4312717 4312624 4312594 4312555 4312530 4312736 43126924312592 4312862 4313000	155 155 155 155 155 155 155 155 155 150 150 150 150 150 150 149 149 149 149 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 140 140 135	46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90	82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126	6065000 6065024 6065068 6065100 6065098 6065048 6065000 6065022 6065000 6065790 6065734 6065731 6065789 6065630 6065602 6065520 6065441 6065417 6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065184 6065196 6065218 6065260 6065338 6065460 6065528 6065051 6065090 6065111 6065120 6065217 6065244 6065293 6065322 6065373 6065407 6065431 6065455 6065490 6065518	4312740 4312700 4312798 4312870 4312932 4313000 4312828 4312892 4312942 4311873 4311917 4311955 4311960 4311981 4312030 4312049 4312056 4312029 4312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312072 4312046 4312066 4312122 4312326 4312382 4312308 4312240 4312226 4312197 4312213 4312460 4312490 4312511 4312520 4312523 4312536 4312541 4312558 4312596 4312611	150 150 150 150 150 150 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 155 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145	91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135	127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 180 335	6065138 6065139 6065127 6065113 6065165 6065190 6065220 6065240 6065261 6065076 6065296 6065340 6065362 6065429 6065455 6065479 6065489 6065534 6065557 6065581 6065641 6065651 6065675 6065690 6065708 6065749 6065760 6065770 6065774 6065792 6065368 6065256 6065195 6065116 6065087 6065001 6065004 6065075 606600 6065480 6065520 6065545 6065548 6065532 6065523	4312204 4312184 4312178 4312180 4312080 4312049 4312056 4312087 4312110 4312127 4312200 4312318 4312338 4312362 4312375 4312380 4312376 4312306 4312301 4312314 4312409 4312436 4312482 4312492 4312492 4312437 4312355 4312328 4312269 4312235 4312660 4312642 4312620 4312570 4312560 4312570 4312734 4312796 4312458 4312653 4312687 4312691 4312757 4312773 4312720	150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 145 145 145 145 145 145 150 150 140 140 140 140 140 140 140

Для масштаба 1 : 50 000

№ пп	№ точки	Х	У	Z	№ пп	№ точки	Х	У	Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48		6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065400 6065000 6065085 6065190 6065215 6065325 6065670 6065435 6065545 6065600 6065625 6065695 6065780 6065725 6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065184 6065196 6065218 6065260 6065338 6065460 6065528 6065544 6065690 6065744 6065772 6065760 6065846 6065876 6065800 6065788 6065802 6065934 6065460 6065528 6065051 6065090	4312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312000 4312240 4312165 4312040 4312050 4312255 4312305 4312315 4312300 4312315 4312325 4312430 4312240 4312390 4312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312072 4312046 4312066 4312122 4312326 4312382 4312308 4312300 4312496 4312438 4312322 4312272 4312132 4312104 4312080 4312070 4312050 43120004312382 4312308 4312240 4312226	150 150 150 150 150 150 160 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150	49 5051 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96		6065785 6065740 6065710 6065675 6065600 6065565 6065505 6065465 6065315 6065250 6065205 6065200 6065200 6065165 6065095 6065050 6065000 6065050 6065265 6065350 6065425 6065450 6065440 6066000 6065480 6065520 6065545 6065548 6065532 6065523 6065876 6065880 6065838 6065002 6065100 6065106 6065128 6065126 6065110 6065184 6065196 6065218 6065260 6065338	4312665 4312770 4312785 4312760 4312590 4312565 4312580 4312570 4312470 4312480 4312465 4312435 4312355 4312345 4312390 4312460 4312565 4312550 4312640 4312655 4312310 4312740 4312790 4312458 4312653 4312687 4312691 4312757 4312773 4312720 4312564 4312592 43128624312242 4312212 4312190 4312188 4312210 4312212 4312072 4312046 4312066 4312122 4312326	140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150

Для масштаба 1: 100 000

№ пп	№ точки	Х	У	Z	№ пп	№ точки	Х	У	Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15		6066000 6065950 6065800 6065700 6066000 6065700 6065000 6065200 6065000 6065000 6065000 6066000 6066000	4312550 4312300 4312950 4313000 4312050 4312450 4312240 4312050 4312250 4312000 4313000 4312000 4313000	140 140 140 140 150 150 150 150 150 154.6 150.7 148.8 138	16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

3.2 Обработка массивов метрической информации регулярной и аналоговой моделей топографической поверхности

Пакет Surfer позволяет обработать и визуализовать двумерные наборы данных, описываемые функциями типа z=f(x,y). Он строит цифровую модель поверхности, проделывает вспомогательные операции и визуализует результат. Основным назначением Surfer является обработка и визуализация двумерных наборов данных, описываемых функцией типа z=f(x,y), а логику работы с пакетом можно представить в виде трех основных функциональных блоков:

а) построение цифровой модели поверхности;

б) вспомогательные операции с цифровыми моделями поверхности;

в) визуализация поверхности.

Действительно, возможности графической визуализации выглядят очень эффектно и являются крайне полезными, но все же ключевой функцией Surfer является создание цифровой модели поверхности. Наиболее актуальная постановка данной задачи формулируется как переход от набора значений функции Z в произвольных (неупорядоченных) точках плоскости (N точек с координатами X,Y) к значениям этой функции в узлах некоторой регулярной сетки. В более общей постановке та же задача сводится к возможности вычисления значений функции в любой точке поверхности (а значит, и в узлах сетки) по исходному набору данных.

Представленные выше (глава 3.1) массивы метрической информации записываем в файл (Пуск>Программы>Стандартные>Блокнот). Информацию вносим в виде структуры: N_X_Y_H (Name, Nothing, Easting, Height). Файл данных сохраняем в рабочей программе Surfer с расширением dat. Данным для построения аналоговых моделей присваиваем свои условные обозначения. Таким образом выполняется ввод данных из файлов в программу Surfer.

3.3 Построение регулярной и аналоговой модели топографической поверхности по результатам обработки цифровой топографической информации

Программой Surfer можно сделать интерполяцию большим множеством алгоритмов:

- Крикинг (Kriging),

- Инверсные Расстояния (Inverse Distance),

- Минимизация Кривизны (Minimum Curvature),

- Радиальные Базовые Функции (Radial Basis Functions),

- Полиномиальная Регрессия (Polynomial Regression),

- Метод Шепарда (Shepard's Method, представляющий собой комбинацию метода Инверсных расстояний со сплайнами)

- Триангуляция (Triangulation).

Расчет регулярной сетки теперь может выполняться для файлов наборов данных X,Y,Z любого размера, а сама сетка может иметь размеры 10000*10000 узлов.

Увеличение числа методов интерполяции позволяет значительно расширить круг решаемых задач. В частности, метод Триангуляции может быть использован для построения поверхности по точным значениям исходных данных (например, поверхность земли по данным геодезической съемки), а алгоритм Полиномиальной Регрессии -- для анализа тренда поверхности.

При этом обеспечены широкие возможности по управлению методами интерполяции со стороны пользователя. В частности, наиболее популярный в обработке экспериментальных данных геостатистический метод Крикинга теперь включает возможность применения различных моделей вариограмм, использования разновидности алгоритма со сносом, а также учета анизотропии. При расчете поверхности и ее изображения можно также задавать границу территории произвольной конфигурации

В данном курсовом проекте все модели топографической поверхности строились методом Линейной интерполяции (триангуляцией).

Модели топографической поверхности, масштаба 1:10 000

Регулярная модель

Аналоговая модель

Модели топографической поверхности, масштаба 1:25 000

Регулярная модель

Аналоговая модель

Модели топографической поверхности, масштаба 1:50 000

Регулярная модель

Аналоговая модель

Модели топографической поверхности, масштаба 1:100 000

Регулярная модель

Аналоговая модель

3.4 Постоение горизонталей для регулрной и аналоговой моделей топографической поверхности по результатам обраьотки цифровой топографической информации

Еще один элемент изображения в Surfer - это карта изолиний (Countour Map). В дополнение к уже традиционным средствам управления режимами вывода изолиний, осей, рамок, разметки, легенды и пр. здесь реализована возможность создания карт с помощью заливки цветом или различными узорами отдельных зон. Кроме того, изображение плоской карты можно вращать и наклонять, использовать независимое масштабирование по осям X и Y.

Карты изолиний приведенные ниже создавались методом Крайгинга.

Модели топографической поверхности, масштаба 1:10 000

Регулярная модель

Аналоговая модель

Модели топографической поверхности, масштаба 1:25 000

Регулярная модель Аналоговая модель

Модели топографической поверхности, масштаба 1:50 000

Регулярная модель Аналоговая модель

Модели топографической поверхности, масштаба 1:100 000

Регулярная модель Аналоговая модель

3.5 Исследование влияния масштаба топографической карты, типа рельефа, картографической генерализации, точности получения цифровой топографической информации и густоты сеток на качество моделей топографической поверхности

При изучении влияния масштаба топографической карты на качество моделей топографической поверхности можно заметить, что с увеличением масштаба возрастает точность измерений пространственных характеристик (топографических координат и высотных отметок). Это обусловлено тем, что чем крупнее масштаб, тем отчётливее и различимей становятся границы объектов и можно с большей точностью определить месторасположение объекта и характер рельефа (по горизонталям).

Так как плановая и высотная геометрическая точность при масштабе 1:10000 наименьшие, следовательно и объекты на топографической карте будут максимально приближены к действительному расположению на местности (по сравнению с масштабами 1:25000, 1:50000, 1:100000).

Тип рельефа также влияет на качество моделей топографической поверхности. Если местность весьма неоднородна, т.е. на ней преобладают всевозможные впадины и возвышенности, то с неё труднее построить сравнительно точную и похожую на действительность модель топографической поверхности, по сравнению со степной местностью. Это обусловлено тем, что на поверхности такого рода количество горизонталей, приходящихся на единицу площади, значительно превышает их количество по сравнению с пологой поверхности, и расположены они довольно близко одна к другой. Так что при поверхности такого рода значительно сложнее точно построить модель топографической карты соответствующей действительности.

Влияние густоты сеток на качество моделей топографической поверхности обуславливается тем, что при недостаточной густоте сетки некоторые высотные отметки не захватывается. Это приводит к построению неточной топографической поверхности.

4. ПОСТРОЕНИЕ ФРАГМЕНТА ЦИФРОВОЙ КАРТЫ

4.1 Сканирование исходного картографического материала (карта масштаба 1:10000)

Сканирование - это процесс поэлементного анализа или записи (синтеза) на материальном носителе изображения по заданной траектории.

Есть два технологических подхода к сканированию:

1) изображение сканируется в стандартных установках программы, а затем вся необходимая коррекция изображений происходит средствами, например, Adobe Photoshop. При этом нет необходимости глубоко вникать в специфику конкретного изображения, особенности поведения сканера.

2) подбор всех параметров сканирования осуществляется до того, как будет проведено окончательное сканирование. Это позволяет обеспечить максимально возможный для данного сканера и данного оригинала результат.

Сканер - устройство для оцифровывания и ввода штриховых и растровых изображений в компьютер издательской системы. Возможности сканера и качество его работы во многои определяют качество иллюстраций в будущем издании (рис. 4.1.).

Рис. 4.1. Сканер.

Различают: ручные, планшетные, барабанные, проекционные сканеры.

РУЧНЫЕ СКАНЕРЫ не находят в полиграфии применения из-за низкого качества сканирования. Это оперативный вид сканеров.

ПЛАНШЕТНЫЕ СКАНЕРЫ. Различают 3 группы планшеных сканеров: простые, промежуточного класса и высококачественные сканеры. Сканеры высокого класса по своим техническим возможностям могут конкурировать с барабанными сканерами. Идеально подходят для тех, кто хочет получить большой объем оригиналов в короткие сроки.

БАРАБАННЫЕ СКАНЕРЫ всегда рассматривались как инструменты для обработки изображений изданий высокого качества: рекламных материалов, художественных высококачественных репродукций, цветных изображений большого формата. Барабанные сканеры обладают рядом преимуществ:

1) большая глубина цвета (от 10 до 16 битканал) и широкий динамический диапазон оптических плотностей;

2) высокое разрешение и возможность большого увеличения изображений;