bai7

bài giảng viễn thám của Pgs.ts Trần Xuân Trường

Mô hình số địa hình (dtm)

Nội dung

1 DEM và DTM

2 DSM và DEM

3 L ới tam giác không quy chuẩn (TIN)

4 Xây dựng đ ờng đồng mức từ dữ liệu l ới ô vuông

5 Nội suy DEM từ đ ờng đồng mức

6 Tự động xây dựng DEM bằng đo ảnh

7 Xây dựng ảnh trực giao

8 Xây dựng từ ảnh Radar giao thoa

• Mô hình số độ cao (Digital

Elevation Model - DEM) là sự biểu diễn bằng số của bề mặt địa hình hoặc khoảng chênh cao của mặt đất so với một bề mặt mốc trắc địa nào đó (bề

mặt Geoid).

• DEM có thể nhận được bằng cách nội suy những đường

bình độ hoặc các điểm độ cao.

Digital Terrain Model dtm

Là sự biểu diễn bằng số các đặc trưng của địa hình, bao gồm: độ cao, độ dốc, hình dáng địa hình, mạng sông suối và các đặc trưng địa hình khác Thông thường, DTM có thể nhận được từ DEM khi bổ sung thêm các đặc trưng địa hình Các đặc trong đó có thể là: độ dốc và hình dáng địa hình,

So s¸nh Sù kh¸c nhau gi÷a

DSM vµ DTM

DSM được sử dụng rộng rãi bởi những kỹ

thuật tiện ích của các đầu quét lazer hàng

không DSM biểu diễn bề mặt địa hình bao

gồm cả những vật thể trên đó; như các

công trình xây dựng, thảm thực vật, đường

xá cùng với các đặc trưng địa hình tự

nhiên khác

vÝ dô vÒ dsm vµ dem

Một số dạng mụ hỡnh số độ cao

DEM

a GRID b TIN c.Đ ờng đồng mức

Ứng dụng của DEM

• 1 Lưu trữ dữ liêu độ cao trong cơ sở dữ liệu không gian quốc gia;

• 2 Nắn ảnh trực giao trong công nghệ xử lý ảnh số;

• 4 Nội suy các đường bình độ, hay các đường đẳng trị;

• 4 Tạo các bản đồ chuyên đề từ DEM, như: biểu đồ khối, mặt cắt địa hình, bản đồ độ dốc, độ lồi, độ lõm và hướng địa hình, bản đồ địa hình nổi, mạng lưới thủy văn, …

• 5 Mô phỏng địa hình, phục vụ cho các mục đích quân sự

• 6 DEM được sử dụng như một phương tiện, phục vụ cho các công tác khảo sát, thiết kế, tính toán khối lượng đào đắp trong thiết kế các công trình, thiết kế đường xá, quy hoạch thủy lợi, quy hoạch các khu công nghiệp, …

• 7 Sử dụng DEM để mô hình hóa các đối tượng không gian trong các ngành khoa học về trái đất, như: trong địa chất, địa chất thủy văn, trong khai thác mỏ, trong nghiên cứu đại dương, …

• DEM có thể được ứng dụng rộng rãi trong các ngành du lịch, quy hoạch, kiến trúc, thủy điện, thủy lợi, nông nghiệp, công nghệ giải trí

Các phương pháp biểu diễn DEM

+Phương pháp bề mặt toán học

– Việc mô phỏng bề mặt địa hình bằng bề mặt toán học có thể thực hiện được khi ta chia nhỏ bề mặt địa hình thành những khu vực nhỏ hơn, mà những khu vực nhỏ hơn này có thể dùng hàm toán học để mô phỏng

+Phương pháp đường đẳng trị

Phương pháp này sử dụng các đường đồng mức (contour line) để biểu diễn địa hình

+Phương pháp mô hình lưới điểm - Grid

Cấu trúc DEM có dạng lưới ô vuông đều quy chuẩn, còn được gọi là ma trận độ cao (altitude matrix) Mô hình Grid lưu trữ các giá trị độ cao tại các nút của ô lưới ô vuông (có khi là lưới chữ nhật), trong đó, tọa độ (xi,yj) của một điểm bề mặt bất kỳ có độ cao z được xác định theo tọa

độ ô lưới

+ Phương pháp mô hình lưới tam giác không đều - TIN

– TIN là viết tắt của cụm từ tiếng Anh Triangular Irregular Network

– Mô hình TIN là DEM được tạo thành từ một mạng lưới các tam giác liên thông với nhau, không cắt nhau, không chứa nhau, có lưu trữ độ cao tại các đỉnh của các tam giác

Mô hình sử dụng các đường đồng

mức

Mô hình lưới điểm - Grid

Mô hình lưới tam giác không đều

- TIN

Tam gi¸c delaunay

Các đỉnh này được nối với nhau bởi các đoạn thẳng, tạo thành các tam giác theo chuẩn Delaunay: tức là vẽ 1 đường tròn qua 3 điểm tạo nên tam giác (đường tròn ngoại tiếp tam giác) sao cho không còn có 1 điểm nào khác nằm trong tam giác Các tam giác như vậy được gọi là tam giác Delaunay

®a gi¸c thiessen vµ tam gi¸c

delaunay

Các tam giác Delaunay có thể được tạo bởi các đa giác Thiesen theo

cách: 2 đỉnh được nối với nhau để tạo tam giác Delounay nếu các đa

giác Thiesen chia sẻ cùng một cạnh

Topology cña M« h×nh tin

ID Tọa độ đỉnh tam giac TGLân cận1

2

(x1, y1, z1),(x2, y2, z2), (x3, y3, z3)(x1, y1, z1), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)

2, 3, 4

1, 5, 6

b Cấu trúc

điểm

12

(x1, y1, z1 )(x2, y2, z2)

2, 3, 4, 5, 6, 7

1, 7, 8, 3

c Cấu trúc

Điểm: (x, y, z) Tam giác: (P1, P2, P3)

Nội suy đ ờng đồng mức bằng tin

Lý thuyết đo ảnh

Công thức đồng ph ơng

Kh¸i niÖm thÞ sai lËp thÓ

đ ờng đáy và mặt phẳng đáy

Kh¸i niÖm khíp ¶nh

Xây dựng ảnh trực giao từ

dem và ảnh đơn

Xây dựng DEM từ Radar

SAR INTERFEROMETRY (INSAR)

S 2

r 2 B

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Phase shift

Intensity image

of Kagoshima, South Japan

Pha DEM

Kagoshima DEM