Гидроакустика/Цифровое моделирование рельефа
Цифровое моделирование рельефа (ЦМР, англ. DTM digital terrian modeling) — статистическое представление непрерывной поверхности земли с помощью данных координатной выборки.[1]
Этапы моделирования
[править]Цифровое моделирование рельефа связано со следующими технологически ми этапами:
- создание исходного массива данных;
- преобразование исходного массива измерений для целей решения конкретной задачи и создание модели рельефа;
- визуализация модели рельефа с помощью средств компьютерной графики;
Визуализация ЦМР может быть двухмерной (2D) и трехмерной (3D) и, как правило, осуществляется в формах:
- оперативной визуализации, имеющей целью оценку качества работы датчика исходной информации о рельефе, например, МЛЭ;
- интерактивной визуализации, необходимой для активного обследования и оценки ЦМР;
- статической визуализации для окончательного представления результатов съемки.
Первым этапом пост-обработки является загрузка файлов первичных данных, их проверка и преобразование в новый формат.
Вторым этапом пост-обработки является обработка информации, автоматическая фильтрация, используемая для устранения «выбросов» (грубых ошибок расчета глубин). Автоматическая фильтрация должна тщательно контролироваться и быть «интеллектуальной». Такая интеллектуальная фильтрация обычно основана на задании критерия качества или величин возможного изменения глубины. Во время этого процесса данные могут быть также прорежены (thinned) и преобразованы в форму сетки глубин, т. е. в каждой ячейке грида оставлено одно значение глубины. Эта операция в англоязычной литературе именуется «binning». Далее рекомендуется конечная объемная визуализация, позволяющая наглядно оценить качество данных.
В условиях постоянно увеличивающейся плотности многолучевых данных с одновременными требованиями минимизации размеров ячейки «грида» (>0,2 м), автоматическая фильтрация и редактирование становятся единственно возможным практическим способом обработки больших баз данных многолучевой батиметрии. В этом направлении ведется большая исследовательская работа.
Способы представления
[править]В гидрографических приложениях ЦМР может быть представлена в виде:
- набора нерегулярно расположенных точек;
- нерегулярной треугольной сети точек (Triangulated Irregular Network -- TIN);
- изолиний (изобат);
- регулярной прямоугольной и треугольной сети точек.
Последний вид ЦМР, получивший в зарубежной литературе краткое наименование «грид» (grid), имеет наиболее широкое распространение в геоинформатике, благодаря простоте математической обработки и получения производных значений.
Может возникнуть вопрос, какой же вариант сети: регулярная или нерегулярная, наилучшим образом подходит для построения ЦМР. Однозначного ответа на этот вопрос нет. Все зависит от источника данных, целей съемки и требований к конечному результату. Для съемок с ОЛЭ в инженерных целях, когда требуется максимально быстрое представление результатов, например, для обеспечения дноуглубительных работ, удачным выбором может быть использование матрицы глубин, формируемой в реальном масштабе времени для последующей оперативной передачи на земснаряд, оборудованный системой, способной ее визуализировать. Для съемок с ОЛЭ в целях обеспечения безопасности мореплавания наилучшим выбором является использование ТШ-моделей с последующим построением изобат. Качество автоматически построенных изобат (отсутствие острых углов) будет наглядно демонстрировать полноту покрытия глубинами района съемки. На основе однолучевой съемки может быть построен грид, обеспечивающий создание ЦМР в виде изобат. Однако, к такой ЦМР следует относиться с осторожностью. Дело в том, что изобаты, автоматически построенные на основе гридов, созданных с использованием некоторых методов интерполяции, могут быть проведены даже в том районе, где прямое измерение глубин никогда не выполнялось.
Примечания
[править]- ↑ Фирсов Ю.Г. "Основы гидроакустики и использования гидрографических сонаров" — СПб.: Нестор-История, 2010. — 348 с. ISBN 9-785-98187-644-8
Литература
[править]- Ю. Г. Фирсов "Основы гидроакустики и использования гидрографических сонаров"