|
DOI: 10.14489/vkit.2019.06.pp.023-031
Конопацкий Е. В., Чернышева О. А., Кокарева Я. А.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ НА ОСНОВЕ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ SRTM
(с. 23-31)
Аннотация. Предложен способ моделирования поверхности рельефа местности на основе спутниковых данных дистанционного зондирования Земли. В качестве исходных использованы данные SRTM3 (Shuttle Radar Topography Mission). В основу предложенного способа положена аппроксимация поверхности рельефа местности регулярными 16-точечными отсеками. Разработан вычислительный алгоритм моделирования рельефа местности на основе спутниковых данных. Для обеспечения автоматизации вычислительного алгоритма установлена линейная зависимость значений высотных отметок от шкалы оттенков серого цвета. Выполнено сравнение результатов моделирования с моделью поверхности рельефа местности с помощью средств ArcGIS, которое показало наличие неконтролируемых осцилляций высотных отметок на модели поверхности рельефа, полученной в ArcGIS, и отсутствие аналогичных осцилляций на модели с использованием регулярных 16-точечных отсеков. Установлена линейная зависимость необходимого времени на расчет и визуализацию модели поверхности рельефа местности от числа 6-точечных отсеков.
Ключевые слова: поверхность рельефа местности; спутниковые данные; аппроксимация поверхности; 16-точечный отсек; точечное уравнение.
Konopatskiy Ye. V., Chernysheva O. A., Kokareva Ya. A.
MODELING THE RELIEF SURFACE BASED ON SRTM SATELLITE DATA
(pp. 23-31)
Abstract. The paper proposes a method for modeling the relief surface on the basis of satellite images which remote sensing of the Earth. This is especially important when access to the simulated area is difficult or impossible. As initial data were used satellite images a Shuttle Radar Topography Mission 3 (SRTM3). The proposed method is based on the approximation of the relief surface by regular 16-point compartments. A computational algorithm for relief modeling based on satellite images is also proposed. In order to automate the computational algorithm, equipped with a linear dependence of the elevation values and the gray scale shades. A comparison of the simulation results with the relief surface model obtained by means of ArcGIS, which showed the presence of uncontrolled oscillations of elevation on the relief surface model obtained in ArcGIS and the absence of similar oscillations on the model obtained by means of regular 16-point compartments. In addition, the linear dependence of the required time for the calculation and visualization of the relief surface model on the number of 16-point compartments is established. At the same time, much more time is spent on the visualization of the simulation results than directly on the calculation of the relief surface model. To determine the elevation, a special program is developed that reconstructs the elevation of points depending on the values of gray shades in the nodes of the approximating network points. This approach, among other advantages, allows to neutralize the influence of small artifacts in the form of various spots in the construction of the relief surface model. Another advantage of the proposed method is the presence the final equations of regular 16-point compartments, which allows using a wide range of tools of mathematical analysis methods for solving various engineering problems on the final relief surface. Also, the proposed computational algorithm can be modified for use in the construction of any flat images in 3D-models, which is the prospect of further research.
Keywords: Relief surface; Satellite data; Surface approximation; 16-point compartment; Point equation.
Е. В. Конопацкий, О. А. Чернышева (Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, Украина) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Я. А. Кокарева (Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Россия)
Ye. V. Konopatskiy, O. A. Chernysheva (Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeevka, Ukraine) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Ya. A. Kokareva (Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia)
1. Конопацкий Е. В., Чернышева О. А., Кокарева Я. А. Моделирование криволинейного участка топографической поверхности на нерегулярной сети точек // Вестник компьютерных и инфор¬мационных технологий. 2018. № 7. С. 17 – 22. doi: 10.14489/vkit.2018.07.pp.017-022
2. Ротанова И. Н., Кошкарев А. В., Медведев А. А. Использование материалов дистанционного зондирования Земли для цифрового моделирования рельефа в составе региональных инфраструктур пространственных данных // Вычислительные технологии. 2014. Т. 19, № 3. С. 38 – 47.
3. Методика создания корректной цифровой модели рельефа на основе открытых источников геоданных (на примере месторождения Бурал-Сарьдаг) [Электронный ресурс] / О. И. Демина и др. // Гео¬ресурсы. 2013. № 3 (53). URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/metodika-sozdaniya-korrektnoy-tsifrovoy-modeli- reliefa-na-osnove-otkrytyh-istochnikov-geodannyh-na-primere-mestorozhdeniya-bural-sardag (дата обращения: 22.08.2018).
4. Ерицян Г. Г. Сравнение цифровых моделей рельефа, полученных с топографических карт масштаба 1:50 000, 1:100 000 и 1:200 000 с ЦМР SRTM // Известия НАН РА. Науки о Земле. 2013. Т. 66, № 1. С. 39 – 47.
5. Luedeling E., Siebert S., Buerkert A. Filling the Voids in the SRTM Elevation Model – A TIN-Based Delta Surface Approach // Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2007. V. 62, No. 4. P. 283 – 294.
6. Gamba P., Dell’Acqua F., Houshmand B. SRTM Data Characterization in Urban Areas. 2012. URL: https://www.researchgate.net/publication/209803905_SRTM_data_Characterization_in_urban_areas (дата обращения: 28.01.2019).
7. Ramaraju A., Giridhar M. V. S. S. Digital Elevation Model Generation Using SRTM // 2nd National Conf. on Water, Environment and Society. 2015. P. 635 – 638. URL: https://www.researchgate.net/ publica-tion/281148121_Digital_Elevation_Model_Generation_using_SRTM (дата обращения: 28.01.2019).
8. Чекалин В. Ф., Кузьмин Г. В., Шишанов А. В. Оценка метрических свойств изображений космических систем наблюдения // Геодезия и картография. 2018. Т. 79, № 6. С. 37 – 42. doi: 10.22389/ 0016-7126-2018-936-6-37-42
9. Данные SRTM Eurasia [Электронный ресурс] / Shuttle Radar Topographic Mission. URL: http:// dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/SRTM3/Eurasia (дата обращения: 08.07.2018).
10. The Shuttle Radar Topography Mission / T. G. Farr et al. // CEOS SAR Workshop. Toulouse 26 – 29 Oct. 1999. Noordwijk, 2000. P. 361 – 363.
11. О данных SRTM и их импорте с помощью Arcinfo Workstation [Электронный ресурс]. URL: http://gislab.info/qa/srtm.html (дата обращения: 08.05.2019).
12. Гувеннов М. Б. Использование метода скользящей аппроксимации при геометрическом моделировании поверхностей: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.01.01. Нижний Новгород, 2013. 19 с.
13. Кучеренко В. В. Формалізовані геометричні моделі нерегулярної поверхні для гіперкількісної дискретної скінченої множини точок: дис. … канд. техн. наук: 05.01.01. Мелітополь, 2013. 234 с.
14. Замирец О. О., Андреев С. М. Методика построения 3D-модели триангуляционной нерегулярной сети на основе данных регулярной решетки высот // Системи обробки інформації. 2013. Вып. 5(112). С. 34 – 37.
15. Чернышева О. А. Вычисление площадей на реконструированной топографической поверхности // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 5. С. 45 – 50. doi: 10.14489/vkit.2017.05. pp.045-050
16. Чернышева О. А. Вычислительный алгоритм вертикальной планировки отсека топографической поверхности // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 10. С. 13 – 19. doi: 10.14489/vkit.2017.10.pp.013-019
1. Konopatskiy Е. V., Chernysheva O. A., Kokareva Ya. A. (2018). Modeling a curved section of a topographic surface on an irregular network of points. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (7), pp. 17-22. [in Russian language] doi: 10.14489/ vkit.2018.07.pp.017-022
2. Rotanova I. N., Koshkarev A. V., Medvedev A. A. (2014). The use of earth remote sensing materials for digital terrain modeling as part of regional spatial data infrastructures. Vychislitel'nye tekhnologii, 19(3), pp. 38-47. [in Russian language]
3. Demina O. I. et al. (2013). The method of creating a correct digital elevation model based on open sources of geodata (for example, the Bural-Sardag deposit). Georesursy, 53(3). Available at: https://cyberleninka.ru/ article/n/metodika-sozdaniya-korrektnoy-tsifrovoy-modeli- reliefa-na-osnove-otkrytyh-isto-chnikov-geodannyh-naprimere- mestorozhdeniya-bural-sardag (Accessed: 22.08.2018) [in Russian language]
4. Еritsyan G. G. (2013). Comparison of digital elevation models obtained from topographic maps of 1:50 000, 1: 100 000 and 1: 200 000 scale with DTM SRTM. Izvestiya NAN RA. Nauki o Zemle, 66(1), pp. 39-47. [in Russian language]
5. Luedeling E., Siebert S., Buerkert A. (2017). Filling the Voids in the SRTM Elevation Model – A TIN-Based Delta Surface Approach. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 62(4), pp. 283-294.
6. Gamba P., Dell’Acqua F., Houshmand B. (2012). SRTM Data Characterization in Urban Areas. Available at: https://www.researchgate.net/ publica-tion/209803905_SRTM_data_Characterization_in_urban_areas (Accessed: 28.01.2019)
7. Ramaraju A., Giridhar M. V. S. S. (2015). Digital Elevation Model Generation Using SRTM. 2nd National Conference on Water, Environment and Society, pp. 635-638. Available at: https://www.resear-chgate.net/ publication/281148121_ Digital_Eleva-tion_ Model_Generation_using_SRTM (Accessed: 28.01.2019)
8. Chekalin V. F., Kuz'min G. V., Shishanov A. V. (2018). Evaluation of metric properties of images of space observation systems. Geodeziya i kartografiya, 79(6), pp. 37-42. doi: 10.22389/ 0016-7126-2018-936-6-37-42
9. Data SRTM Eurasia. Shuttle Radar Topographic Mission. Available at: http:// dds.cr.usgs.gov/ srtm/version2_1/SRTM3/Eurasia (Accessed: 08.07.2018) [in Russian language]
10. Farr T. G. et al. (1999). The Shuttle Radar Topography Mission, pp. 361-363. CEOS SAR Workshop. Noordwijk.
11. About SRTM data and import using Arcinfo Workstation. Available at: http://gislab.info/qa/srtm.html (Accessed: 08.05.2019) [in Russian language]
12. Guvennov M. B. (2013). Using the method of sliding approximation in the geometric modeling of surfaces. Nizhniy Novgorod.
13. Kucherenko V. V. (2013). Formalized geometric models of irregular surfaces for a hypercircular discrete finite set of points. Melіtopol'.
14. Zamirets O. O., Andreev S. M. (2013). A method for constructing a 3D model of a triangulated irregular network based on the data of a regular lattice of heights. Sistemi obrobki іnformatsії, 112(5), pp. 34-37.
15. Chernysheva O. A. (2017). Calculation of areas on the reconstructed topographic surface. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (5), pp. 45-50. [in Russian language] doi: 10.14489/vkit. 2017.05. pp.045-050
16. Chernysheva O. A. (2017). Computational algorithm for vertical layout of the topographic surface compartment. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (10), pp. 13-19. [in Russian language] doi: 10.14489/vkit.2017.10.pp.013-019
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2019.06.pp.023-031
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2019.06.pp.023-031
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»