Методи представлення рельєфу

Рельєф можна розглядати як кількісну характеристику місцевості. Його зображають образно-графічним способом (лініями однакових висот -горизонталями, відмітками висот, кольорами і відтінками) із врахуванням геоморфологічних особливостей місцевості, та цифровим способом (деяка кількість висотних точок, між якими виконується інтерполяція за правилами інтерполяції висот).

Проблемою пошуків оптимальних методик відображення та математичного моделювання рельєфу, представлення його структури з іншими географічними елементами та процесами займались у різні роки багато вчених.

Методи побудови ЦМР відрізняються як схемами одержання вихідної інформації, так і способом інтерполювання висот у проміжках між висотними точками.

Топографічну поверхню можна розглядати як функцію Z (X,Y), і це дуже складна функція, тому що всі форми рельєфу мають довільну орієнтацію у просторі

Цифрові моделі рельєфу поділяють за

• способом одержання даних (картометричний, фотограмметричний, геодезичний тощо) та

• за впровадженим математичним алгоритмом утворення моделі поверхні.

Поскільки у цифровій моделі рельєфу визначена геометрично кожна точка поверхні, то особливо велике значення приділяють точності створеної ЦМР.

Сьогодні існують такі методи збирання даних про рельєф:

- геодезичний (польовий), в сучасних умовах ґрунтується на використанні електронних тахеометрів;

- картометричний, використовують картографічні матеріали (карти, плани), з яких методом цифрування (вручну, напівавтоматично або в автоматичному режимі) отримують дискретні дані про об'єкт. Наприклад, цифрують горизонталі, відображені графічно на карті;

- фотограмметричний, грунтується на стереовимірюваннях просторової моделі об'єкта, побудованої зі стереопари зображень. Вимірювання може бути ручним, напівавтоматичним або ж автоматичним;

- наземне лазерне сканування, грунтується на використанні спеціального приладу - лазерного наземного сканера;

- лазерне сканування з повітряного носія. Використовується лазерний сканер, встановлений на літаку чи гелікоптері;

- інтерферометрія зображень, отриманих за допомогою радара, встановленого на літаку чи супутнику.[20]

Фотограмметричний метод

Геодезичний метод

Авіаційне лазерне сканування

Наземне лазерне сканування

Інтерферометрія

Методи побудови ЦМР відрізняються як схемами одержання вихідної інформації, так і способом інтерполювання висот у проміжках між висотними точками.

За розташуванням вихідних точок і порядком формування цифрової моделі рельєфу можна класифікувати за трьома типами:

1. Не враховують структуру рельєфу,

2. Частково враховують структуру рельєфу

3. враховують структурну будову рельєфу.

До моделей, які 1. не враховують структуру рельєфу, можна зарахувати:

• регулярні моделі;

• моделі, задані точками з довільним розташуванням.

До моделей, які 2. частково враховують структуру рельєфу, належать:

• регулярні моделі, доповнені точками, розташованими на структурних лініях, і характерними точками;

• моделі, в яких точки розміщені через однаковий інтервал;

• моделі, в яких вихідні точки розташовані за профілями.

Моделі, які 3.враховують структуру рельєфу, поділяють на:

• структурні, в яких вихідні точки моделюють структуру рельєфу;

• моделі, в яких вихідні точки розташовані на ізолініях залежно від їхньої кривини.

Відповідно, точки виміряної поверхні можуть створювати регулярну або нерегулярну сітку. У регулярній сітці точки утворюють квадрати або прямокутники, називають цю сітку GRID. Натомість нерегулярна сітка постає у вигляді сукупності трикутників, і називають її TIN (від англ. Triangular Irregular Network). Це т. зв. "первинна сітка", а від неї треба перейти до "вторинної" сітки, яка переважно є регулярною сіткою GRID.

GRID переважно будують на сітці географічній або сітці кілометровій, причому густота сітки залежить від подальшого її призначення та від складності рельєфу.

Наприклад, при використанні аерофотознімків точки вибирають з кроком 1 мм. При масштабі знімання 1:20 000 це дає сітку 20х20 м в натурі. Для хвилястого рельєфу цього достатньо, але для складної за формами місцевості таку сітку треба згустити в 2-3 рази. Тому існують різні підходи: одні з них ґрунтуються на досвіді (емпіричні), інші - на попередніх розрахунках очікуваної точності (прогностичні) [2].