1 DMT 9-10 ArcGISArcGIS Digitální modely terénu (9Digitální modely terénu (9--10)10) DMT v ArcGIS DesktopDMT v ArcGIS Desktop Ing. Martin KLIMÁNEK, Ph.D.Ing. Martin KLIMÁNEK, Ph.D. 411 Ústav geoinformačních technologií411 Ústav geoinformačních technologií Lesnická a dřevařská fakulta,Lesnická a dřevařská fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v BrněMendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně 2 DMT 9-10 ArcGISArcGIS Digitální modely terénu (9)Digitální modely terénu (9) DMT v ArcGIS DesktopDMT v ArcGIS Desktop 3 DMT 9-10 ArcGISArcGIS ArcGIS 3D Analyst je zaměřen na tvorbu, analýzu a zobrazení dat ve 3D. Poskytuje jak nástroje pro interpolaci rastrových povrchů (Raster Interpolation), tak možnosti pro konstrukci TIN (TIN Creation). Jako jediný z nástaveb umožňuje pracovat s TIN strukturou ­ konverze na rastr včetně práce s jednotlivými částmi této struktury (Conversion), a dále výpočty sklonu, expozice a vrstevnic z TIN (TIN Surface). Součástí jsou i nástroje pro mapovou algebru (Raster Math), reklasifikaci rastrů (Raster Reclass) a analýzu DMT. Sem patří výpočty sklonu, expozice, křivosti, stínovaného reliéfu, extrakce vrstevnic (Raster Surface) a analýzy viditelnosti (Raster Surface, Functional Surface). 4 DMT 9-10 ArcGISArcGIS ArcGIS Spatial Analyst umožňuje vytvářet a zpracovávat data v rastrovém formátu a provádět jejich analýzy i v kombinaci s vektory. K dispozici jsou sice stejné metody interpolace povrchů (Interpolation), mapové algebry (Math, Map Algebra, Overlay), reklasifikace (Reclass) a základních analýz DMT (Surface) jako v 3D Analystu, ale možnosti dalších specifických analýz jsou podstatně širší. Je zde možné provádět distanční analýzy (Distance), analýzy hustoty (Density) a statistické výpočty v rastru (Local, Zonal, Neighborhood). Dále jsou velmi propracovány hydrologické analýzy (Hydrology) ­ výpočty směrů odtoku, akumulovaného odtoku, definování povodí k dílčí části toku nebo k bodu, označování řádů a délek pro jednotlivé části toku, včetně možnosti odstranění bezodtokých depresí a také zcela ojedinělé možnosti modelování podpovrchových vod (Groundwater). 5 DMT 9-10 ArcGISArcGIS Nástroj IDW * interpolace vektorových bodových dat metodou inverzních vzdáleností * modifikace mocniny vzdálenosti (power) a způsobu prohledávání okolí pro interpolaci (variabilně nebo fixně) * možnost zadání ,,bariér" Nástroj Kriging * interpolace vektorových bodových dat * varianty Ordinary kriging a Universal kriging * možnosti výběru modelu semivariogramu a jeho parametrů Nástroj Spline * interpolace vektorových bodových dat metodou minimální křivosti * interpolovaný povrch musí procházet vstupními body a jeho zakřivení bude minimální * varianty ,,Regularized" a ,,Tension" ­ obě metody interpolují povrch po blocích (regionech), v závislosti na zadaném minimálním počtu bodů * nelze modelovat žádné singularity terénu TIN je možné vytvořit z bodového pole a dále definovat zlomové linie (singularity). Tímto způsobem linií definovat tzv. ,,hard breaklines" nebo tzv. ,,soft breaklines". Kromě linií mohou vstupovat do TIN i polygony. Dále lze z vytvořené TIN struktury vyjmout jednotlivé prvky (hrany, vrcholy, trojúhelníky), konvertovat TIN na rastr a naopak a také odvodit z triangulace vrstevnice, sklony a expozice. 6 DMT 9-10 ArcGISArcGIS Nástroj Topo to Raster * Specificky navržen pro vytvoření hydrologicky korektního DMT * Interpolační metoda se zakládá na programu ANUDEM verze 4.6.3. * Algoritmus je primárně přizpůsoben pro práci s vrstevnicovými daty a základní úvaha vychází z předpokladu, že hlavním faktorem, který modeluje tvar terénu, jsou hydrologické procesy * Podle typu interpolace se jedná o diskrétní spline metodu s modifikací kritéria ,,roughness penalty", které dovoluje modelovat náhlé změny v reliéfu terénu. * Prvním krokem je tvorba zjednodušené odtokové sítě identifikací lokálního maxima křivosti v každé vrstevnici a také výpočty maximálních sklonů. Tato informace je potom využita v následné interpolaci DMT a při dalším zpřesnění pomocí identifikace bezodtokých depresí, které nebyly dosud odstraněny (drainage enforcement). * Pro zpřesnění interpolace je možné použít další data, která jsou pro dané území k dispozici. Jedná se zejména o linie toků (směr linií musí být ve směru toku, a to pouze jedna linie pro jeden tok), břehové linie jezer (pokud je známa i nadmořská výška hladiny, je možné ji použít do vstupu s vrstevnicemi), výškové kóty a hranice zájmového území (maska). * Součástí výsledků jsou i další podpůrná data (dosud neodstraněné deprese, soubor s parametry apod.). Celkově se jedná o ojedinělý algoritmus, který dokáže velmi zkvalitnit výsledný DMT, ale pouze pokud jsou dobře chápány a definovány všechny parametry. 7 DMT 9-10 ArcGISArcGIS Cvičení: Zdrojová data: výřez pro list 24-32-05 ZM ČR 1:10 000 * GL_CA010 (vrstevnice základní) * GL_CA011 (vrstevnice zesílená) * GL_CA012 (vrstevnice doplňková) * vody * toky * landuse 1. Sloučit vrstevnice do jediného SHP 2. Interpolovat povrch (linie ­ Topo To Raster) 3. Základní analýzy (aspect, slope, hillshade) 4. Hydrologické analýzy 8 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 9 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 10 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 11 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 12 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 13 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 14 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 15 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 16 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 17 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 18 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 19 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 20 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 21 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 22 DMT 9-10 ArcGISArcGIS Digitální modely terénu (10)Digitální modely terénu (10) Hydrologické modelování v ArcGISHydrologické modelování v ArcGIS 23 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 24 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 25 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 26 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 27 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 28 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 29 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 30 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 31 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 32 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 33 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 34 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 35 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 36 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 37 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 38 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 39 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 40 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 41 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 42 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 43 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 44 DMT 9-10 ArcGISArcGIS 45 DMT 9-10 ArcGISArcGIS