Darstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes
Werbung
Darstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes TINS und andere Repräsentationsmodelle 27.11.2000 1 Repräsentationsmodelle für das Gelände • Punktraster und Farbskala zur Darstellung der Höhe Sammlung einzelner Objekte in Vektorform (Punkte, Linien, Objekte) Dreiecksvermaschungen (TINS) 27.11.2000 2 Andere Geländedarstellungen • • • • Mathematische Funktion Höhenraster oder Höhenlinien Schattierung der Oberfläche Flächen mit unterschiedlicher Höhe 27.11.2000 3 Das Höhenpunktraster => Oberflächenraster mit Punkthöhen (für kleine Maßstäbe) z.B aus Luftbildern + einfach aufgebaut + kompakt zu speichern 1 2 3 2 2 2 1 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 - entspricht nicht der Veränderlichkeit des Geländes (Schlucht oder Gipfel) - Originaldaten gehen beim Interpolieren des Rasters verloren 3 3 2 2 3 2 2 3 3 3 2 2 3 2 4 4 3 3 2 2 3 => Höhere Genauigkeit erfordert dichteres Raster 27.11.2000 4 Die Höhenlinien => Linien gleicher Höhe (für jeden Maßstab) z.B aus Höhenpunktraster 1 2 3 2 2 2 1 + sehr anschaulich für die Auswertung 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3 3 2 2 3 2 2 - Die Menge aller Punkte einer Isolinie zu speichern ist keine gute Datenrepräsentation 3 3 3 2 2 3 2 4 4 3 3 2 2 3 => Höhere Genauigkeit erfordert dichteres Raster 27.11.2000 5 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 27.11.2000 6 Die Dreiecksvermaschung (TIN) Eingabedaten: Punkte, Linien und Polygonflächen Punkte (x,y,z) Geländepunkte Bruchkanten harte/weiche Ausgabe in Konturkarten: 27.11.2000 Flächen gleicher Höhe - Oberflächenraster - Höhenlinien - Dreieckvermaschung 7 TIN (Triangulated Irregular Network) Z node face edge Y 27.11.2000 X - Jedes Dreieck bildet eine Oberfläche mit gleichem Gefälle im 3D - Sehr Effizient, da 3 Punkte eine Ebene genau bestimmen 8 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 27.11.2000 9 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 27.11.2000 10 Aufbauen eines TIN‘S (Skizze) 1 2 3 27.11.2000 11 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 27.11.2000 12 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. 27.11.2000 13 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 27.11.2000 14 Analyse, welches Gelände sichtbar ist sichtbar 27.11.2000 sichtbar 15 Grenzen der Höhendarstellung - Überhänge und Höhlen Aus TIN‘s können wieder Höhenlinien interpoliert werden ! 27.11.2000 16 Isolinien Äquidistanz kann nachträglich geändert werden Zahlen werden auf der Isolinie eingefügt Zähllinien können hervorgehoben werden Zwischenräume können zwischen den Isolinien eingefärbt werden 27.11.2000 17 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 27.11.2000 18 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 27.11.2000 19 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 27.11.2000 20 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 27.11.2000 21 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 27.11.2000 Änderung der Farbe für die Soll-Neigung 22 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. 27.11.2000 23 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 27.11.2000 24 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 27.11.2000 25 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 ! 27.11.2000 26 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 27.11.2000 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 27 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit 27.11.2000 28
