Darstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes

Darstellung, Visualisierung und
Analyse des Geländes
TINS und andere
Repräsentationsmodelle
27.11.2000
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Repräsentationsmodelle für das
Gelände
• Punktraster und Farbskala zur Darstellung
der Höhe
Sammlung einzelner Objekte in Vektorform (Punkte, Linien,
Objekte)
Dreiecksvermaschungen (TINS)
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Andere Geländedarstellungen
•
•
•
•
Mathematische Funktion
Höhenraster oder Höhenlinien
Schattierung der Oberfläche
Flächen mit unterschiedlicher
Höhe
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Das Höhenpunktraster
=> Oberflächenraster mit Punkthöhen
(für kleine Maßstäbe)
z.B aus Luftbildern
+ einfach aufgebaut
+ kompakt zu speichern
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- entspricht nicht der
Veränderlichkeit des
Geländes (Schlucht oder Gipfel)
- Originaldaten gehen beim
Interpolieren des Rasters verloren
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=> Höhere Genauigkeit erfordert
dichteres Raster
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Die Höhenlinien
=> Linien gleicher Höhe
(für jeden Maßstab)
z.B aus Höhenpunktraster
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+ sehr anschaulich
für die Auswertung
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- Die Menge aller Punkte
einer Isolinie zu speichern ist
keine gute Datenrepräsentation
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=> Höhere Genauigkeit erfordert
dichteres Raster
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Die Dreiecksvermaschung (TIN)
=> TIN/Dreiecksvermaschung
(mit Punkten, Linien und
Aussparungsflächen)
+ Delaunay Triangulation
+ Die Punktdichte ist dem
Gelände angepasst
+ Originaldaten gehen nicht verloren
+ viele Punkte sind dort, wo sich das
Gelände „abrupt“ ändert
- Benötigt meist die Beschaffung von
Datenpunkten vor Ort
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Die Dreiecksvermaschung (TIN)
Eingabedaten: Punkte, Linien und Polygonflächen
Punkte (x,y,z)
Geländepunkte
Bruchkanten
harte/weiche
Ausgabe in Konturkarten:
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Flächen gleicher
Höhe
- Oberflächenraster
- Höhenlinien
- Dreieckvermaschung
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TIN (Triangulated Irregular
Network)
Z
node
face
edge
Y
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X
- Jedes Dreieck bildet eine
Oberfläche mit gleichem
Gefälle im 3D
- Sehr Effizient, da 3 Punkte
eine Ebene genau bestimmen
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Darstellung von Oberflächen mittels
einer Dreiecksvermaschung
Entsteht, wenn man ein TIN auf eine ebene Karte
projeziert mit farbiger Repräsentation für Höhe,
Neigung und anderen Aspekten
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Aufbauen eines TIN‘S
1.
2.
3.
=>
Triangulation über die Punkte
Bruchkanten werden einbezogen und neue
Punkte auf der Bruchkante erzeugt
Aussparungsflächen werden eingefügt, was
auch wieder zu neuen Bruchkanten führt.
Beim TIN wird eine Liste aller Punkte eines
Geländes gespeichert und für jede Oberfläche
(TIN/Face) eine Liste ihrer Nachbarn
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Aufbauen eines TIN‘S (Skizze)
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Effizientere Speicherung
Es werden nur die unbedingt notwendigen
Punkte gespeichert, die man benötigt, um
das Gelände exakt darzustellen
=> Speicherung der Maxima (Gipfel),
Minima (Gruben/Täler) und
Neigungswechsel bzw. Sattelpunkte
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Delaunay Triangulation
Beim verwendeten Verfahren zum Erstellen
des TIN‘s (Delaunay Triangulation) werden
möglichst gleichseitige Dreiecke angestrebt.
Dieser Algorithmus führt zu einer immer
gleichen Vermaschung unabhängig vom
Startpunkt.
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Analysen mit einem TIN
Berechnung von Höhe, Neigung und magnetischen Richtungswinkel der
Neigung jedes Punktes einer TINoberfläche/face.
Erzeugung von Konturen durch linearer oder weicher Interpolation über
die Dreiecksvermaschung
Automatische Bestimmung einer Höhenskala für ein Gelände
Stellt Statistiken zusammen für ein Gelände so wie Volumen gegenüber
einer Referenzebene, Durchschnittsneigung, Flächeninhalt und
Umgrenzungslinien
Erstellen von Höhenprofilen entlang einer vorgegebenen Strecke im
Gelände
Analyse, welches Gebiet von einem Punkt auf der Oberfläche zu sehen ist
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Analyse,
welches Gelände sichtbar ist
sichtbar
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sichtbar
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Grenzen der Höhendarstellung
- Überhänge und Höhlen
Aus TIN‘s können wieder Höhenlinien interpoliert werden !
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Isolinien
Äquidistanz kann nachträglich geändert werden
Zahlen werden auf der Isolinie eingefügt
Zähllinien können hervorgehoben werden
Zwischenräume können zwischen den Isolinien
eingefärbt werden
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Geländedarstellungen unter ArcInfo
8.0
• Edges with the same symbol => Kantendarstellung
• Face aspect [...] => Richtung des Gefälles [farbig]
• Face elevation [...] => Oberflächenanstieg [farbig]
• Face slope [...] => Oberflächenneigung [farbig]
• Faces with the same symbol => Oberfläche einfarbig
• Node elevation [...] => NN-Höhe der nodes [farbig]
• Nodes with the same symbol =>Nodes einfarbig
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Kantendarstellung und
einfarbige Oberflächendarstellung
1. Unter V:\Dietmar
tin_study öffnen
2. Properties von tin_study
„Dismiss“ die
Voreinstellung
3. „Add“
Edges with the same color
Faces with the same symbol
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Richtung des Gefälles und
einfarbige Nodes
1. Unter V:\Dietmar
tin_study öffnen
2. Properties von tin_study
„Dismiss“ die
Voreinstellung
3. „Add“
Face aspects with graduated color ramp
Nodes with the same symbol
Richtung des Gefälles
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Farbige Darstellung des
Oberflächenanstieg
1. Unter V:\Dietmar
tin_study öffnen
2. Properties von tin_study
„Dismiss“ die
Voreinstellung
3. „Add“
Face elevation
with graduated color ramp
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Farbige Darstellung der
Geländeneigung und Höhe der Nodes
1. Unter V:\Dietmar
tin_study öffnen
2. Properties von tin_study
„Dismiss“ die
Voreinstellung
3. „Add“
Node elevation with graduated color ramp
Face slope with graduated color ramp
Autobahnplanung
Rote und orange Neigung sind OK
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Änderung der Farbe für die Soll-Neigung
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Volumenberechnung über ein TIN
1. In der Arc Toolbox unter
Analysis Tools und Surface,
dann Volume wählen
2. Bei Input den TIN-Ordner
angeben und unter Output dann
eine beliebige mxd Datei
3. Nachdem man dann die
Bezugsebene angegeben hat über die
das Volumen berechnet wird,
bekommt man Fläche und Volumeninhalt in einer Datei ausgegeben.
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Herstellung von Höhenlinien
1. Unter Arc Toolbox und Surface, den
Contour Wizard öffnen
2. Input Surface: Tin_surface als Ordner eingeben
3.Intervall der Höhenlinien 100 Meter
4.Base contour auf 0 Meter einstellen
5.Bei Output Item wählt man einen Namen
wie z.B. Contour
6.Weichdarstellung des Geländes, je höher
der Wert, desto runder sind die Höhenlinien,
aber desto länger dauert es auch (auf 10
stellen)
7. Weed Tolerance (Unkrauttoleranz) auf 0 Meter
8. Output z-units [in Meter]
9. Output coverage z.B. Test.mxd
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Herstellung von Höhenlinien
10. Über Arc Catalog in ArcInfo einbringen
11. Farbskala für die Höhenlinien unter Properties,
Symbology und Quantities, Graduated colors
wählen und unter Value Dateiname-ID wählen,
dann noch Defined Intervall anwählen.
12. Beschriftung der Höhenlinien unter Properties
und Labels, einen Haken bei Label Features
machen und im Labelfield Dateiname-id wählen
13. Freistellen von Höhenlinen unter Properties,
Label und Placement options, On top of line
wählen und unter Properties, Labels, Symbol,
Properties und Mask, dort dann Halo wählen
Wichtig ! Regelmäßiges Raster
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Übungen
Übung 1
Stelle aus Tin_study unter V:\Dietmar eine der dargestellten
Karten her !
Übung 2
Berechnen Sie aus dem Tin_study Ordner unter V:\Dietmar
das Volumen der Bergspitzen über 3.000 Meter!
Übung 3
Stellen Sie anhand dem Tin_study Ordner unter V:\Dietmar
eine Höhenlinienkarte mit einer definierten Teilung von 150
Meter her und freigestellten Höhenlinienzahlen !
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Kantendarstellung und
einfarbige
Oberflächendarstellung
Richtung des Gefälles und Farbige Darstellung der
Geländeneigung
einfarbige Nodes
und Höhe der Nodes
1. Unter V:\Dietmar
tin_study öffnen
2. Properties von tin_study
„Dismiss“ die
Voreinstellung
1. Unter V:\Dietmar
1. Unter V:\Dietmar
tin_study öffnen
tin_study öffnen
2. Properties von tin_study 2. Properties von tin_study
„Dismiss“ die
„Dismiss“ die
Voreinstellung
Voreinstellung
3. „Add“
Edges with the same color
Faces with the same symbol
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3. „Add“
3. „Add“
Face aspects with graduated
color ramp
Nodes with the same symbol
Node elevation with
graduated color ramp
Face slope with
graduated color ramp
Änderung der Farbe
für die Soll-Neigung
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Vielen Dank für eure
Aufmerksamkeit
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