Darstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes

Präsentation zum Thema: "Darstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes"—  Präsentation transkript:

1 Darstellung, Visualisierung und Analyse des Geländes
TINS und andere Repräsentationsmodelle

2 Repräsentationsmodelle für das Gelände
Punktraster und Farbskala zur Darstellung der Höhe Sammlung einzelner Objekte in Vektorform (Punkte, Linien, Objekte) Dreiecksvermaschungen (TINS)

3 Andere Geländedarstellungen
Mathematische Funktion Höhenraster oder Höhenlinien Schattierung der Oberfläche Flächen mit unterschiedlicher Höhe

4 Das Höhenpunktraster => Oberflächenraster mit Punkthöhen
(für kleine Maßstäbe) z.B aus Luftbildern 1 2 3 4 + einfach aufgebaut + kompakt zu speichern - entspricht nicht der Veränderlichkeit des Geländes (Schlucht oder Gipfel) - Originaldaten gehen beim Interpolieren des Rasters verloren => Höhere Genauigkeit erfordert dichteres Raster

5 Die Höhenlinien => Linien gleicher Höhe (für jeden Maßstab)
z.B aus Höhenpunktraster 1 2 3 4 + sehr anschaulich für die Auswertung - Die Menge aller Punkte einer Isolinie zu speichern ist keine gute Datenrepräsentation => Höhere Genauigkeit erfordert dichteres Raster

6 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

7 Die Dreiecksvermaschung (TIN)
Eingabedaten: Punkte, Linien und Polygonflächen Bruchkanten harte/weiche Punkte (x,y,z) Geländepunkte Flächen gleicher Höhe Ausgabe in Konturkarten: - Oberflächenraster - Höhenlinien - Dreieckvermaschung

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

9 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

10 Aufbauen eines TIN‘S 1. Triangulation über die Punkte
2. Bruchkanten werden einbezogen und neue Punkte auf der Bruchkante erzeugt 3. 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

11 Aufbauen eines TIN‘S (Skizze)
1 3 2

12 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

13 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.

14 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

15 Analyse, welches Gelände sichtbar ist

16 Grenzen der Höhendarstellung
- Überhänge und Höhlen Aus TIN‘s können wieder Höhenlinien interpoliert werden !

17 Isolinien Äquidistanz kann nachträglich geändert werden
Zahlen werden auf der Isolinie eingefügt Zähllinien können hervorgehoben werden Zwischenräume können zwischen den Isolinien eingefärbt werden

18 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

19 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

20 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

21 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

22 Farbige Darstellung der Geländeneigung und Höhe der Nodes
1. Unter V:\Dietmar tin_study öffnen Autobahnplanung Rote und orange Neigung sind OK 2. Properties von tin_study „Dismiss“ die Voreinstellung 3. „Add“ Node elevation with graduated color ramp Face slope with graduated color ramp Änderung der Farbe für die Soll-Neigung

23 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 Volumen- inhalt in einer Datei ausgegeben.

24 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

25 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

26 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 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 Farbige Darstellung der
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 Richtung des Gefälles und einfarbige Nodes Face aspects with graduated color ramp Nodes with the same symbol Farbige Darstellung der Geländeneigung und Höhe der Nodes Node elevation with graduated color ramp Face slope with Änderung der Farbe für die Soll-Neigung

28 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit