§ 89. Построение цифровой модели местности

С целью автоматизации процессов составления и обновления то­пографических планов, а также для машинного проектирования железных и шоссейных дорог и решения других инженерных за­дач создаются цифровые модели местности.

Цифровая модель местности изображает земную по­верхность в виде пространственных координат множества точек, объединенных в единую систему по определенным математическим законам.

Топографо-геодезическая информация, необходимая для по­строения цифровых моделей местности, получается изложенными выше фотограмметрическими методами или путем преобразова­ния в цифровую форму картографического изображения.

Для построения цифровых моделей местности применяются электронные цифровые вычислительные машины с комплектом пе­риферийного и дополнительного оборудования.

Топографо-геодезическая информация преобразуется в цифро­вую форму, индексируется, наносится на машинный носитель и вводится в ЭЦВМ для обработки по программам, составленным на языках программирования.

Цифровые модели местности выводятся из ЭЦВМ и представ­ляются на носителях информации в графическом или цифровом виде.

Цифровая модель местности создается так, чтобы из нее могли быть выделены (в принятых для топографических планов услов­ных знаках) модели: рельефа местности, коммуникаций, зданий и сооружений, гидрографии, почвенно-растительного покрова.

Координаты контурных точек местности, необходимые для по­строения цифровой модели, можно измерить на универсальном стереоприборе после взаимного ориентирования снимков и внеш­него ориентирования фотограмметрической модели. Для этого в универсальном стереоприборе должны быть устройства, позво­ляющие автоматически регистрировать результаты измерений на машинные носители.

Информация о рельефе для создания цифровой модели полу­чается различными способами. Наиболее простой из них — по­строение регулярной сетки квадратов путем автоматического ска­нирования фотограмметрической модели в универсальном стерео­приборе. В результате сканирования находят три координаты для каждого перекрестия регулярной сетки.

Сторона квадрата регулярной сетки определяет плотность ска­нирования и выбирается в зависимости от сложности рельефа местности и заданной точности его изображения на цифровой мо­дели.

Современные универсаль­ные стереоприборы позволяют получать информацию о рель­ефе путем автоматического ска­нирования стереомодели срав­нительно быстро и с высокой плотностью. Известны приборы, в которых минимальная ширина полосы (строки) сканирования равна 0,1 мм.

Построение горизонталей по регулярной сетке выполняет ЭЦВМ по специальной про­грамме путем интерполирования высот.

Существенным недостатком этого способа является необходи­мость значительного увеличения плотности сканирования для ме­стности со сложным рельефом, что вызывает большой объем вы­числительных работ и немалый расход машинного времени.

Программы, составленные для машинного отображения рель­ефа, позволяют построить не только горизонтали, но и перспек­тивный вид местности (рис. 113), что имеет важное значение, на­пример, для проектирования городского строительства и отдель­ных сооружений.

Другой способ представления инфомации о рельефе местности для создания цифровой модели основан на определении структур­ных линий и высот характерных точек рельефа. Эти данные, вы­раженные в цифровой форме, вводятся в ЭЦВМ для построения горизонталей на цифровой модели по программе, моделирующей приемы топографа, выполняемые при полевой съемке рельефа [13, 27].

Цифровые модели местности позволяют не только автомати­зировать процессы составления и обновления топографических карт и решения других задач, но и значительно сократить раз­меры помещений, необходимых для хранения информации о мест­ности.