ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.09.2020
Просмотров: 1119
Скачиваний: 5
10. Растровая модель данных.
Растровая модель — это цифровое представление пространственных объектов в виде совокупности ячеек растра (пикселов) с присвоенными им значениями атрибута. Каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам, но разный по характеристикам участок поверхности объекта. При необходимости координаты каждого пространственного объекта, отображенного набором пикселов, могут быть вычислены. Точность в растровых форматах, в большинстве случаев, определяется в половину ширины и высоты пиксела.
Основное назначение растровых моделей — непрерывное отображение поверхности. Иными словами, если векторная модель дает информацию о том, где расположен тот или иной объект, то растровая — показывает, что расположено в той или иной точке территории.
Для растровых моделей существует ряд характеристик: разрешение, ориентация, значение, зоны.
Разрешение — минимальный линейный размер наименьшего участка пространства (поверхности), отображаемый одним пикселом. Пикселы обычно представляют собой прямоугольники или квадраты, реже используются шестиугольники или треугольники. Более высоким разрешением обладает растр с меньшим размером ячеек. Высокое разрешение подразумевает обилие деталей, множество ячеек, минимальный размер ячеек.
Ориентация — угол между направлением на север и положением колонок растра.
Значение — величина атрибута, хранящаяся в ячейке растра.
Зона — все ячейки растра, имеющие одинаковые значения. Зоной могут быть отдельные объекты, геологические тела, элементы гидрографии и т.п. Для указания всех зон с одним и тем же значением используют понятие класс зон. Естественно, что не во всех слоях изображения могут присутствовать зоны. Основные характеристики зоны — ее значение и положение.
Растр может содержать один из трех типов информации. Растр с тематическими данными описывает территорию качественно, то есть дает представление о том, каковы свойства поверхности в данной точке. Например, возможны следующие градации значений тематического растра для горных пород: магматические, метаморфические, осадочные. Спектральные данные дают количественную характеристику, демонстрируют какова величина одного свойства в данной точке. Примером могут служить вариации магнитного поля или содержание мышьяка, имеющие определенное значение в каждой точке. И, наконец, просто фотографии, сканированные карты и другие графические данные несут только визуальную информацию.
Растровые модели имеют следующие достоинства. Модель очень проста – данные представляют собой набор чисел, как бы расположенных в рядах и колонках таблицы. Такие данные хорошо поддаются программированию. Растровые данные доступны для анализа во всех существующих ГИС. Многие растровые геоинформационные системы позволяют обрабатывать также и векторные данные. В ГИС, ориентированных на векторные модели, анализ растровой информации значительно сложнее. И наконец, процессы растеризации (получения растрового изображения по векторному) много проще алгоритмически, чем процессы векторизации, которые зачастую требуют применения экспертных решений.
Наиболее часто растровые модели применяют при обработке аэрокосмических снимков для получения данных дистанционных исследований Земли.
Стандартные форматы: TIFF, JPEG, GIF, BMP, WMF, PCX, PNG.
11. Аэросъемка, как метод формирования актуальных и точных данных для обновления картографической информации в ГИС.
Аэросъемка на сегодняшний день является наиболее эффективным и дешевым методом формирования актуальных и точных данных для обновления картографической информации в ГИС. Результаты аэрофотосъемки в основном используются для создания и обновления карт различного масштаба и назначения. На сегодняшний день одной из самых совершенных систем является аэрофотосъемочный комплекс RS-39 производства LH System. Основными достоинствами этого комплекса являются возможности получения фотоснимков с сантиметровым разрешением на местности, великолепная оптика с разрешением 120 линий на миллиметр и др. характеристики. Требованиям топографической съемки также удовлетворяют характеристики цифрового авиационного сенсора ADS 40 компании Leica Geosystems. Цифровые аэросъемочные комплексы в зависимости от объема и содержания задач дистанционного исследования территории могут размещаться на тяжелых самолетах-лабораториях Ту-134, Ил-20, легких самолетах Ан-2, вертолетах Ми-8Т, Ка-26.
Использование тепловизоров является основой для выполнения работ по тепловой аэросъемке. Например, тепловизионный комплекс «Малахит» имеет высокую температурную чувствительность – 0,1 градуса, а на высоте 200 м улавливает средний геометрический размер элемента местности равный 30 см. С использованием тепловизоров выполняется широкий спектр работ – определение мест сброса загрязняющих веществ в водные объекты, съемка тепловых подземных коммуникаций, учет мигрирующих животных и др.
На самолетных платформах используются также видеосистемы цифровой регистрации высокого разрешения, которые дают возможность получать изображения с сантиметровым разрешением на местности, возможность непрерывной съемки в реальном масштабе времени без сжатия данных более 10 часов и многоканальные видеоспектрометры.
На борту реактивного самолета могут устанавливаться интерферометрические радары бокового обзора с синтезированной апертурой Х- и Р-диапазонов, например GeoSAR (США). Получаемые таким способом данные позволяют составить высокоточные модели рельефа даже в тех случаях, когда его скрывает от взгляда сверху плотный покров растительности. Преимущество технологии заключается также в том, что пользоваться ею можно в любое время суток, независимо от погодных условий.
При аэросъемке ГИС может также использоваться для расчетов границ кадров аэросъемки с последующим экспортом в ГИС. При данном цикле работ траектория полета и точная ориентация каждого кадра аэрофотосъемочной аппаратуры восстанавливаются на основе GPS-координат центров фотографирования, а высота съемки над поверхностью эллипсоида также берется из GPS-измерений, а высота рельефа над поверхностью эллипсоида определяется по цифровой модели рельефа. Полученные данные оформляются в векторный файл и экспортируются в ГИС.
Необходимо отметить, что аэрофотосъемка в настоящее время остается основным источником данных для ГИС и основным методом создания и обновления крупномасштабных карт. Несмотря на постоянно возрастающий спрос на космические данные, доля данных аэрофотосъемки на картографическом рынке оценивается в 94%.
12. Аэрофотограмметрия, задачи, решаемые цифровой фотограмметрией. Аналитическая и цифровая фотограмметрия.
Аэрофотограмметрия –раздел фотограмметрии, занимающийся разработкой методов определения формы, размеров и положения различных объектов и участков местности по измерениям их фотографических изображений, полученных с летательных аппаратов.
Наука, позволяющая с помощью фотографирования, способов обработки снимков и специальных технологий получать изображения и определять по ним пространственное положение физических объектов на местности и их характеристики имеет название фотограмметрия. Кроме этого фотограмметрию можно считать новой технологией дистанционного зондирования при определении геометрических свойств предметов, процессов, их анализа и предоставления в графическом виде сведений по группе фотоснимков, снятых из разных положений фотокамеры. Основой метода фотограмметрии являются фотоснимки. Изучение и измерения геометрии физического изображения снимков придает этой основе уровень научного подхода и практического применения. Использование для изучения объектов и их количественных характеристик и свойств одиночных фотоснимков является фотограмметрическим способом. Применение для этих двух снимков уже считается стереофотограмметрическим методом.
Основными задачами фотограмметрии считаются:
-
изучение геометрических свойств, изображенных на фотографических снимках, всевозможных объектов местности снимаемой поверхности;
-
вскрытие всевозможных аналитических связей между точками местности и снимков;
-
установление расхождений связей и исключение их причин;
-
подготовка и реализация, разработанных фотограмметрических технологий по преобразованиям изображений.
-
получение плановых и картографических отображений и картины местности;
-
постоянный мониторинг, регулярные наблюдения и обновление каких угодно изменений ситуации на поверхности местности;
-
получение разнохарактерной оперативной информации.
Аналитическая фотограмметрия характеризуется тем, что для воспроизведения изображения использует оптико-механические устройства, а для построения геометрической модели объекта – вычислительные устройства.
Цифровая фотограмметрия охватывает теорию и практику определения формы, размеров, положения и типов объектов на плоскости и в пространстве по цифровым полутоновым изображениям на фотограмметрических приборах, в которых для воспроизведения изображения и построения геометрической модели объекта используются цифровые вычислительные устройства.
Цифровая фотограмметрия, характеризуется, по крайней мере, двумя признаками: наличием на входе системы изображения в цифровой форме; обработкой цифрового изображения на электронно-вычислительной машине. Для цифровой фотограмметрии не имеет значения каким образом было получено цифровое изображение, либо сразу в результате съемки цифровой съемочной камерой, либо путем растрового сканирования ранее полученного аналогового изображения.