.Dreiecksnetze und Geländemodelle Dreiecksnetze TIN´s

TIN´s Triangulated Irregular Networks Stützpunkttreue Dreiecksvermaschung

Vorab: Digitale Höhenmodelle Erstellungsmöglichkeiten durch: Regelmäßiges Raster Höhenlinienmodelle Triangulated Irregular Network ( TIN´s )

Ein Vergleich

Regelmäßiges Raster Stichpunkte: - häufigste Datenstruktur - einfache reguläre Struktur - schneller Zugriff auf Daten

Regelmäßiges Raster Merkmale: Aufbau durch zweidimensionale Matrix Ein Höhenwert pro Zelle (Höhenmatrix) Abstand zwischen Zellen ist identisch Die Position im Raster entspricht der Realen Position. Speicherung nur des Höhenwerts Schneller Informationszugriff

Regelmäßiges Raster Nachteile: Überführung in ein regelmäßiges Raster Höhenwerte müssen interpoliert werden Abflachung der realen Struktur Falsche Interpretation möglich Gitterpunktkoordinaten sind von gewählter Auflösung abhängig Stützabstand muss geringer sein als Messpunktabstand Speicherplatz steigt quadratisch

Regelmäßige Raster Schaubild:

Höhenlinienmodelle Stichpunkte: Besteht aus einer Menge von Höhenlinien (Isohypsien) Heutzutage seltene Anwendung

Höhenlinienmodelle Merkmale: unregelmäßige Struktur Jede Isohypsie präsentiert eine Höhe Jede Isohypsie wird durch eine Sequenz von Kontrollpunkten erzeugt

Höhenlinienmodelle Nachteile: Höhe wird nur für kleine Teilbereiche angegeben Punkte müssen interpoliert werden Separate Speicherung der Kontrollpunkte daraus ungeordnete Struktur Suche nach bestimmten Punkt schwierig

Höhenlinienmodelle Schaubild:

TIN (Triangulated Irregular Network) H A U P T T H E M A TIN (Triangulated Irregular Network) face edge node X Y Z - Jedes Dreieck bildet eine Oberfläche mit gleichem Gefälle im 3D - Sehr Effizient, da 3 Punkte eine Ebene genau bestimmen

Übersetzungen edge: Kante einer Dreiecksvermaschung Z Y X node face slope face aspect face node: Punkt als Geländeknickpunkt edge: Kante einer Dreiecksvermaschung face: Dreiecksoberfläche slope: Neigung face aspect: magn. Richtungswinkel des Slope

Attention!! Zwei Probleme:

Problematik 1 TIN-Darstellungen gehen auf starke Geländestrukturwandlungen bedingt ein. Daher muss auf eine exakte Verknüpfung der Geländedaten geachtet werden. Z.B. Taldarstellung (Seitenansicht)

Beispiel Falsche Vermaschung: Seitenansicht Draufsicht

Beispiel Richtige Vermaschung: Seitenansicht Draufsicht

Vergleich Falsch: Richtig:

Problematik 2 Durch Hinzunahme von Stützpunkten erreiche ich zwar die Berücksichtigung von Extremstrukturen bekomme aber durch das Vorhandensein langer schmaler Dreiecke Genauigkeitsprobleme.

Wie kann dieses Problem gelöst werden? L Ö S U N G: Weed - Tolerance

Was ist die Weed – Tolerance? Ein Hilfsmittel von ArcInfo um das Aussehen der Geometrie nach dem Aufbau der Topologie entscheidend beeinflussen zu können.

Wir erinnern uns: Das Delaunay-Kriterium verlangt, dass die bei der Triangulation erzeugten Dreiecke möglichst gleichwinklig sein müssen, um numerische Genauigkeitsprobleme langer schmaler Dreiecke zu unterbinden.

Aus GeoInfo 1 Vorl.9 Dreieckskriterium Umkreis Dreieckskriterium: Der Umkreis eines Dreiecks umschließt keinen weiteren Punkt

Aus GeoInfo 1 Vorl.9 Triangulationen - Dreiecksvermaschungen Delaunay Triangulation Gewöhnliche Triangulation

Zusammenhang: Die Weed-Tolerance dient zur Reduzierung der Stützpunkte der aus dem DGM gewonnenen Höhenlinien. Die Weed-Tolerance soll daher so variiert werden, bis die Mehrzahl der Dreiecke gleichwinklig ist.

Definition Die Weed-Tolerance bestimmt also den minimalen Abstand zweier Vertices bei geraden Linien.

Beispiel Variierung der Weed – Tollerance in ArcInfo Konflikt!!

Subdivision degree parameter Mittels weiterer Unterteilung der TIN`s ist eine weichere Darstellung der Höhenlinien möglich. Vorsicht! Datenaufwand nimmt mit steigendem Parameterwert exponential zu!!

Arbeiten in ArcInfo mit eigenem Datensatz Erstellen der benötigten Punktedatei: Notation wie folgt: ID1, Y1, X1, Z1 ...... IDn, Yn, Xn, Zn END Abspeichen in .xxx-Format Anmerkung A: 1=Punkt ID; 2=Geraden ID; 3=Flächen ID Anmerkung B: Alle Koordinaten auf 3 Nachkommastellen!

Einlesen der Punktedatei ArcToolbox Conversionstools Import to tin Create TIN Wizard Next Add Generate file ( klicken ) Point, Ordner auf dem ich die Punktedatei gespeichert habe. Weed tolerance („Unkrauttoleranz“), Wert eingeben. ...Übersicht der geladenen Dateien Fragt nach Output tin. Namen geben, z.B. GISAP07.mxd finished

Erstellen in ArcMap ArcMap öffnen Add data gespeichertes Modell nach ArcMap kopieren Bild den gewünschten Erwartungen im „Properties-Modus“ anpassen.

Vorführung in ArcInfo

Aufgabe 1: Bitte erstellt eine fiktive Punktedatei von 15 Punkten (Datei aus xxx-Vorlage entnehmen, V/Erik/XXX-Vorlage) und erstellt das dazugehörige Modell mittels ArcToolbox bzw. ArcMap!

für eure Aufmerksamkeit Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit

Einen erfolgreichen Tag noch!!