q Phương pháp tạo DEM q Vai trò của DEM q Xây dựng bản đồ độ dốc q Xây dựng bản đồ hướng dốc Mô hình số hoá độ cao 3 DEM là gì?. Phương pháp tạo DEM q Phương pháp toán học q Toàn vùng
Trang 1HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)
(CH4 – MÔ HÌNH SỐ HOÁ ĐỘ CAO)
Phan Trọng Tiến
Bộ môn Công nghệ phần mềm– Khoa CNTT
Học Viện Nông nghiệp Việt Nam
Website: http://timoday.edu.vn
Email: phantien84@gmail.com!
Giới thiệu chung
q DEM (Digital Elevation Model) là một cách số
hóa miêu tả bề mặt thực địa
Trang 2Nội dung chính
q DEM là gì?
q Phương pháp tạo DEM
q Vai trò của DEM
q Xây dựng bản đồ độ dốc
q Xây dựng bản đồ hướng dốc
Mô hình số hoá độ cao 3
DEM là gì?
q Mô hình số hoá độ cao (DEM) là sự thể hiện
bằng số sự thay đổi liên tục của độ cao trong
không gian đều
q Ex:
q Độ cao của các điểm trên bề mặt quả đất, độ cao của
các tầng đất, hoặc của mực nước ngầm
q DEM được lưu trữ khác nhau tuỳ thuộc vào
kiểu số liệu là Raster hay Vector
Trang 3Phương pháp tạo DEM
q Phương pháp toán học
q Toàn vùng
q Chi tiết
Mô hình số hoá độ cao 5
Phương pháp tạo DEM
q Phương pháp vật thể bản đồ
q Đường đồng mức hay đường bình độ
q Đường mặc cắt dọc
q Raster: mạng lưới đều (regular rectangular grid,
GRID)
q Vector: mạng lưới tam giác không đều (triagular
irregular network, TIN)
Trang 4Phương pháp toán học
q Biểu thị mặt cong địa hình chủ yếu dựa vào
các hàm số toán học ba chiều
q Có độ mịn cao với các mặt địa hình phức tạp
q Cần sử dụng phương pháp cục bộ chia vùng mô
phỏng thành các phần nhỏ để ước lượng độ cao các
điểm đã quan chắc
Mô hình số hoá độ cao 7
Phương pháp vật thể bản đồ
q PP sử dụng đường bình độ hay đường đồng
mức: mọi điểm nằm trên cùng đường bình độ
sẽ có cùng độ cao
q PP mặt cắt dọc để biểu diễn độ cao: thuận tiện
cho phân tích độ dốc vùng nghiên cứu
=> Nhưng không thuận tiện phân tích dữ liệu
trong GIS
Trang 5Phương pháp vật thể bản đồ
q DEM có thể được biểu diễn bằng:
q Raster - một lưới các ô vuông
q Vector - Lưới các tam giác không đều (TIN)
q DEM thường được xây dựng bằng cách sử
dụng công nghệ viễn thám (RS) hơn là việc đi
thu thập dữ liệu trực tiếp
Mô hình số hoá độ cao 9
Biểu diễn bằng Raster
q Trong mô hình Raster DEM (GRID) nhìn giống như một ma trận các ô vuông và chia thành các hàng và cột
q Mỗi một ô (cell) chứa giá trị độ cao của điểm trung tâm của ô
500
300
Độ cao
Trang 6Nhược điểm Raster
q Dữ liệu không tối ưu ở những vùng địa hình
đồng nhất
q Không thích ứng với vùng có địa hình phức
tạp như những vùng có địa hình thay đổi đột
ngột như khe, vực, hố lồi lõm và sông ngòi
q => có thể gây nhầm lẫn trong kết quả phân
tích địa hình
Mô hình số hoá độ cao 11
Biểu diễn bằng Vector
thể được coi như là một chuỗi tam giác gọi là TIN (Triangular Irregular Network.)
nhau thành các tam giác Mỗi một tam giác được giới hạn bởi
3 điểm đồng nhất về giá trị X,Y và Z (độ cao)
885
880
870
870
900
890
885
Trang 7Biểu diễn bằng TIN
q Có khả năng biểu diễn
bề mặt liên tục từ các điểm rời rạc
q Tập hợp các tam giác có các thuộc tính về độ dốc, diện tích và hướng
Mô hình số hoá độ cao 13
Phương pháp xây dựng DEM
q Phương pháp chụp ảnh lập thể
X, Y và Z từ các ảnh lập thể hay viễn thám Sau đó nội suy thành
GRID
q Nội suy từ đường đồng mức
Trang 8PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG DEM
Phương pháp xây dựng DEM từ đường đồng mức
Mô hình số hoá độ cao 15
MÔ HÌNH TIN
Trang 9MÔ HÌNH DEM DẠNG GRID
Mô hình số hoá độ cao 17
MÔ HÌNH 3D TỪ DEM
Trang 10MÔ HÌNH 3D TỪ DEM
Mô hình số hoá độ cao 19
Vai trò DEM
q DEM là bản đồ đầu vào của các quá trình xử lý số liệu
liên quan đến độ cao DEM phục vụ cho nhiều mục đích
ứng dụng sau:
Trang 11Biểu đồ khối
q Cho phép xem xét trực quan ba chiều sự thay đổi trong không gian 2 chiều
Mô hình số hoá độ cao 21
Tính toán thể tích các khối
q Dùng trong thiết kế công trình dân dụng
nghiệp
thông
đào đắp
q v.v
Trang 12Bản đồ đường đồng mức
Bản đồ địa hình sử dụng mô hình DEM
Mô hình số hoá độ cao 23
Đường quan sát nhìn thấy
Bài toán đường ngắm đóng vai trò quan trọng trong hoạt động
quân sự, thông tin liên lạc sử dụng microware và các nghiên cứu
cảnh quan du lịch
Trang 13Tính toán độ dốc
Mô hình số hoá độ cao 25
Xây dựng bản đồ độ dốc
Giá trị bé nhất: 0
Giá trị lớn nhất: 49,62
Trang 14Chức năng phân lại lớp
Mô hình số hoá độ cao 27
BẢN ĐỒ ĐỘ DỐC ĐÃ PHÂN LỚP LẠI
Gồm 5 khoảng giá trị
Độ dốc Giá trị mới
Trang 15Bản đồ hướng dốc
Mô hình số hoá độ cao 29
Bản đồ tô bóng địa hình
Trang 16Mô phỏng dòng chảy
Mô hình số hoá độ cao 31