Геоинформатические сиситемы

Рис.3.1.2 – карта, основанная на файле сетки с измененным уровнем контура.

3.2. Вычисление объёма и площади участка земной поверхности

 

Команда Volume в пакете SURFER позволяет вычислять объемы и площади сетей, а также объемы впадин и выступов между двумя сеточными функциями. Кроме того, эта команда вычисляет площади плоских областей и площади поверхностей. Результат вычислений записывается в окно редактора .

Существует три метода вычисления объема и площади участка  земной поверхности: трапеций, метод Симпсона, метод Симпсона 3/8.

Необходимо вычислить объем фигуры, заключенной между данной поверхностью и плоскостью, уравнение которой Z=0.

Сначала необходимо сгенерировать  заданный сеточный файл, затем меню Grid- Volume в строку Upper Surface ввести исходный файл, в строку Lower Surface уравнение плоскости Z=0.

Появляется отчёт (Приложение С) с высчитанными объемами фигуры, заключенный между данными, по методам трапеций, Симпсона и Симпсона 3/8.

 

РАЗДЕЛ 4 
СОЗДАНИЕ КАРКАСНОЙ МОДЕЛИ

 

Каркасные модели карт –  трехмерное представление сеточного  файла. В каждом пересечении столбца и строки (то есть в каждом узле сетки), высота поверхности пропорциональна значению Z сетки в той точке. Номер столбцов  и строк в файле сетки определяет номер X и Y линий нарисованных на каркасной карте.

4.1. Построение каркасной модели карты

 

SURFER строит графики  поверхностей по сеточным [.GRD] файлам (grid [.GRD] file). Для того, чтобы построить  график поверхности, Вы должны  сначала создать сеточный [.GRD] файл  по Вашему исходному XYZ файлу  данных (XYZ data [.DAT] file).

Для представления графика поверхности можно использовать любую комбинацию линий постоянного значения X, Y и Z. При выборе X и Y линий график имеет вид "проволочной сети", положенной на поверхность. При выборе линий постоянного уровня Z график поверхности представляет собой трехмерную карту изолиний.

SURFER позволяет удалять  скрытые линии, показывать верхнюю  или нижнюю стороны поверхности,  отображать на графике границу  поверхности вдоль сторон основания  и т.д.

Для того, чтобы указать SURFERу, какие линии следует использовать для построения графика поверхности, нужно выполнить следующие действия:

1. Дважды щелкнуть по графику поверхности, чтобы открыть панель диалога Surface Plot (График поверхности).
2. Для того, чтобы указать SURFERу, какие линии нужно использовать для построения графика поверхности, необходимо щелкнуть по соответствующим переключателям в групповом окне Plot Lines of Constant (Отобразить линии постоянного значения). Можете выбрать любую комбинацию X, Y и Z линий.  Если для представления поверхности выбрать Z линии, то с помощью опции Z Level можно задать уровни изолиний, которые должны отображаться на графике.

Панель диалога Z Levels (Z уровни) позволяет задавать значения уровней и атрибуты для индивидуальных изолиний. При этом выводятся только сами Z линии; метки изолиний и штрихи на графике поверхности не отображаются (Рис.4.1.).

Рис.4.1 - каркасная карта данного участка земной поверхности.

4.1.1. Изменение ориентации и наклона каркасной модели карты

 

Для того, чтобы изменить ориентацию и наклон построенной каркасной карты участка земной поверхности, необходимо:

1) Нажать Wireframe map, и маркеры выделения кажутся окружающими карту.

2) Выбрать Map, 3D View. Диалоговое окно View отображено. Это поле позволяет управлять наклоном, вращением и типом проектирования для выбранной карты.

3) Использовать полосу  прокрутки Rotation, чтобы изменить вращение на 145 . Поскольку изменяем угол вращения, графическое изображение в диалоговом окне тоже изменяется, чтобы указать ориентацию.

4) Используем полосу прокрутки Tilt, чтобы изменить угол на 40 .

5) Нажать ОК в диалоговом  окне, и каркасная карта повторно  отображена при новой ориентации  и углах наклона.

Рис. 4.1.1. – каркасная карта при новой ориентации и углах наклона.

4.1.2. Изменение масштаба модели каркасной карты

 

Можно изменить масштабирование любой  карты в каждом из трех кардинальных измерений. При изменении  масштабирования  Z каркасная карта становится  несколько преувеличенной в Z измерении.

Для изменения масштабирования Z необходимо:

1) Нажать Wireframe map, и маркеры выделения кажутся окружающими каркас.

2) Выбрать Map, Scale, чтобы отобразить диалоговое окно Scale. Это позволяет установить масштабирование, вводя модуль номера карты, в дюйм, или вводя длину для карты в координатах страницы.

3) В окне редактирования Length группы ZScale, изменим значение на 3, листая до 3. Значение модулей Карты изменяется, чтобы отразить изменение, которое было сделано.

4) Нажать ОК, и каркасная карта  повторно оттянута преувеличенной в Z измерении.

 

Рис. 4.1.2 – каркасная карта с измененным масштабом.

4.2. Закраска линий каркасной  карты

 

В SURFERе можно изменить цвет линии любой каркасной карты, применяя цветные зоны. Для того, чтобы добавить цветовую зону к каркасной карте, необходимо:

1) Двойной щелчок на  каркасной карте, и диалоговое  окно Wireframe Properties отображен.

2) Нажать на позицию  табуляции Color Zones.

3) Нажать на кнопку Line, чтобы отобразить диалоговое окно Line Spectrum.

4) Нажать на кнопку Minimum Line Properties, и диалоговое окно Line Properties отображено. Отсюда можно выбрать цвет строки, стиль или толщину.

5) Нажать на кнопку Color и выбрать оранжевый цвет. Нажать ОК и вернутся к диалоговому окну Line Spectrum (Рис.4.2.).

Рис.4.2 – меню Line Spectrum.

6) Нажать на кнопку Maximum Line Properties  и изменить цвет строки на коричневый.

7) Нажать ОК в диалоговом  окне Line Spectrum.

8) В диалоговом окне Wireframe Properties, нажать Apply Zones to Lines of Constant X and Y.

9) Нажать ОК, и каркасная  карта отображена с gradational цветами.

В результате проделанных  пунктов в программном пакете SURFER была создана каркасная карта заданного участка земной поверхности, то есть, файл сетки был представлен в трехмерном виде. С помощью опций SERFERа было произведено изменение ориентации и наклона построенной каркасной карты, а также изменено масштабирование оси Z. Для того, чтобы придать карте более реалистичный вид произвели добавку цветной зоны к каркасной карте.

Рис.4.3 – каркасная карта с закрашенными линиями.

 

РАЗДЕЛ 5 
СОЗДАНИЕ КАРТЫ МЕТОК И ОВЕРЛЕЯ

 

Команды Post (Метка) и Classed Post (Групповая метка) из меню Map позволяют  размещать на карте идентификационные метки точек данных.

Положение точки на карте  определяется (X,Y)-координатами, заданными  в файле данных, и может быть отмечено любым символом. Размеры  и ориентацию этих символов можно  задавать с помощью опций команд Post и Classed Post.

Карты групповых меток  используют разные символы для представления  данных из разных диапазонов. Команда Classed Post позволяет отобразить подмножества данных, определенные на основе заданных пользователем или автоматических диапазонов. Для представления каждого дианазона данных задается свой символ со своими атрибутами символа. Создадим карту меток (Рис.5.1). А когда мы сделаем оверлей двух карт получим готовый вид (Рис.5.2)

Рис. 5.1 – карта меток

 

Метки точек данных могут  быть нанесены поверх карт изолиний или графиков поверхностей.

Для того чтобы нанести  метки точек данных на карту изолиний или график поверхности, необходимо сначала отобразить эту карту  или этот график в активном окне Графика. Точки файла данных, используемого  для размещения меток, должны принадлежать тем же диапазонам (X,Y) – координат, что и точки данных сеточного файла, по которому строились соответствующая карта изолиний или график поверхности.

Рис. 5.2 – готовая карта меток

 

Панель диалога Label Format (Формат меток) позволяет задать числовой формат, используемый при выводе на карту числовых меток. Образец заданного формата отображается в левом нижнем углу панели диалога.

Опция Fixed (Фиксированный) задает отображение чисел в виде dd.dd, где dd –одна или несколько цифр.

Опция Exponential (Экспоненциальный) задает отображение чисел в виде d.ddE+dd, где d – одна цифра, dd – одна или несколько цифр, а +dd – знак и одна или две цифры.

Опция General (Общий) задает отображение чисел либо в формате Fixed (Фиксированный), либо в формате Exponential (Экспоненциальный) в зависимости от того, какое представление короче.

Окно редактирования Decimal Digits (Количество десятичных цифр) определяет количество цифр в числе  справа от десятичной точки или, в  случае формата General (Общий), общее количество цифр.

Переключатель Thousands (Тысячи) задает отображение запятых между  каждыми тремя цифрами числа  влево от десятичной точки. Такое  отображение может использоваться со всеми форматами, кроме Exponential.

Окно редактирования Prefix (Префикс) позволяет ввести текстовую строку, которая будет отображаться перед каждой меткой.

Окно редактирования Postfix (Окончание) позволяет ввести текстовую  строку, которая будет отображаться после каждой метки.

Панель диалога Proportional Scaling (Пропорциональное масштабирование) позволяет задать способ масштабирования символов при построении карты меток и определить столбец Рабочего листа, используемый для этого масштабирования.

Групповое окно Scaling Method (Метод масштабирования) позволяет  задать способ масштабирования символов:

1. При выборе опции Linear (Линейный) используется линейное масштабирование в направлении обеих осей координат. Линейное масштабирование обеспечивает наилучшее визуальное представление при масштабировании символов, состоящих из линий (то есть являющихся, по существу, одномерными), таких, например, как стрелки.
2. Опция Square Root (Квадратный корень) обеспечивает наилучшее визуальное представление при масштабировании символов, имеющих какую-то площадь, таких, например, как круги или квадраты.

Список открывающегося окна Worksheet Column Containing Height (Столбец Рабочего листа, содержащий высоту) позволяет задать столбец Рабочего листа, который содержит значения, используемые при масштабировании меток точек данных.

Переключатель Use Data Limits (Использовать пределы данных) управляет окном редактирования at Data Value (при значении данного). Если переключатель включен, то из столбца Рабочего листа, содержащего высоту, автоматически вычитываются минимальное и максимальное значения и помещаются в окна редактирования at Data Value.

В окна редактирования Symbol Height at Data Value (Высота символа при значении данного) вводятся размеры символов, присваиваемые заданным значениям  данных. Размеры символов для значений данных, лежащих между введенными пределами, масштабируются пропорционально в соответствии с заданными значениями. Если значение какой-то точки данных лежит вне заданных пределов, то после масштабирования размер символа, представляющего эту точку, может оказаться больше или меньше, чем определённые ранее пределы.

 

РАЗДЕЛ 6 
СОЗДАНИЕ ВЕКТОРНОЙ КАРТЫ

 

Векторная карта –  графическое представление, составленное из поля маленьких стрелок, каждая стрелка  показывает направление и величину, связанную с местоположением, в  котором стрелка отображена. Например, векторная карта может изобразить местные градиенты топографической поверхности: точка стрелок в направлении самого крутого подъема, и размера стрелок масштабируется к величине местных наклонов.

Создаем векторную карту  с одной сеткой  и оверлей на каркасной карте, чтобы произвести карту, показывая поток воды на топографической поверхности. Для этого необходимо:

1) Выбрать File, New, или нажать New. Диалоговое окно New отображено. Выбираем Plot Document, и нажимаем ОК. В результате получаем новое пустое графическое окно.

2) Выбрать Map, Vector Map, New 1-Grid Vector Map. Диалоговое окно Open Grid отображено.  Файл сетки, который был создан, автоматически введен в окно редактирования File name. Нажимаем Open, и диалоговое окно Vector Map Properties отображено (Рис.6.1).

Рис.6.1 – диалоговое окно Map

3) Заданные по умолчанию  параметры в диалоговом окне Vector Map Properties создают приемлемую векторную карту. Чтобы принять заданные параметры по умолчанию, нажимаем ОК (Рис.6.2.).

Рис.6.2 - векторная карта участка

4) Выбрать Map, Wireframe, или нажать Wireframe Map. Диалоговое окно Open Grid отображено. Выбираем файл сетки из списка файлов, и ОК щелчка. Диалоговое окно Wireframe Properties отображено.

5) На позиции табуляции Options, выбираем Plot Lines of Constant Z. Снимаем выделения Plot Lines of Constant X и Plot Lines of Constant Y. Нажимаем ОК, чтобы принять остающиеся параметры значения по умолчанию. Каркасная карта отображена.

6) Выделяем векторную  карту и каркасную карту. Выбираем Map, Overlay Maps для оверлея двух карт.

Рис.6.3 - оверлей двух карт векторной и каркасной

В результате была построена  векторная карта участка земной поверхности (Рис.6.3.)  с одной сеткой  и оверлей на каркасной карте, чтобы произвести карту, показывая поток воды на топографической поверхности.