Побудова різночасових ЦМР

Для визначення об’єму сміття, що знаходиться на Львівському полігоні твердих побутових відходів необхідно визначити положення поверхні на час коли ще сміттєзвалища не існувало. Для побудови такої поверхні нами було опрацьовано та проаналізовано архівні картографічні матеріали, які наведенні в таблиці 3.1., та на (рис. 3.8)

Таблиця 3.1

Архівні картографічні матеріали на територію досліджуваного об’єкту

(а) (б)

(в) (г)

(д) (е)

Рис. 3.8 Фрагменти карт на територію сміттєзвалища

Для перетворення інформації про рельєф, що відображений на цих картах, необхідно виконати координатну прив’язку сканованих матеріалів. Виконаємо її використовуючи програмний продукт ArcGis.

Координатна (географічна) прив'язка в ArcMap здійснюється в кілька етапів, послідовність яких залежить від типу матеріалу. Для цього необхідно завантажити відскановану карту за допомогою команди Файл \ Додати дані (File \ Add Data) (рис 3.9.).

Рис.3.9. Завантаження відскановану карту.

На наступному кроці потрібно включити панель просторової прив'язки (Налаштування / Панелі інструментів / Просторова прив'язка, Сustomize \ Toolbars \ Georeferencing). Панель має наступний вигляд (рис. 3.10.):

Рис. 3.10. Панель просторової прив'язки.

Натиснути на кнопку Таблиця (остання в панелі інструментів прив'язки). При цьому з'явиться порожня таблиця. Приберіть галочку у вікні " Автонастройка". Відключення автонастройки означає, що в даному випадку, картка не буде автоматично трансформуватися після кожної нової точки прив'язки (рис. 3.11.).

Рис. 3.11. Таблиця (остання в панелі інструментів прив'язки).

За допомогою інструменту прив'язки (передостання кнопка), натискаючи на перетин координатних ліній (або будь-який інший точці з відомими координатами) на карті і вдруге клацаючи в будь-якому місці карти правою кнопкою і вибравши " Ввести координати", ввести правильні координати для точки (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Введення координат

Після розстановки всіх точок, в таблиці необхідно включити функцію " Автонастройка". При цьому карта змінить розміри і положення орієнтуючись до координат прив'язки. При цьому точки прив'язки наблизяться до точок з відомими координатами. Якщо розставлено більше 6 точок, можна спробувати вибрати поліноміальну модель трансформації 2-го порядку враховує можливу кривизну ліній. Якщо перемикання в цей режим призводить до очевидних сильним спотворень, рекомендується переглянути точки на предмет великої середньо квадратичної помилки і видалити їх, поки результат не стане задовільним (рис. 3.13.).

Рис. 3.13. Таблиця для введених координат

Внесення в таблицю координати прив'язки рекомендується зберегти, натиснувши на кнопку " Зберегти". Таким же чином можна завантажити (натиснувши кнопку " завантажити" і вибрати шлях) дану таблицю надалі.

Для перевірки прив'язки можна завантажити існуючий шар або шейп-файл, про який відомо, що він правильно прив'язаний географічно і має ту ж систему координат (рис. 3.14.).

Рис. 3.14. Прив’язка в географічній системі координат

Для додаткового коректування прив'язаною карти, можна, використовуючи навігаційні інструменти (збільшити, зменшити і т.д.) додати додаткові точки прив'язки між прив'язуємося картою і відомої кордоном. Для спостереження за змінами розташування карти можна залишити опцію " Автонастройка" включеною. Невелике розбіжність карти і шару може бути присутнім постійно. Для подальшого поліпшення прив'язки, можна також знайти зв'язки опорні точки яких розташовані на великій відстані і видалити їх, залишивши таким чином всі " хороші" зв'язку. Видалення проводиться в таблиці точок зв'язків.

Для більш тонкої корекції, якщо ви не досягли ще збіги кордонів шару і прив'язуємося карти можна зробити наступне: вибрати в таблиці зв'язків в опції " Перетворення" значення " Поліном 2-го порядку".

При цьому потрібно пам'ятати, що повного збігу як правило досягти неможливо, через помилки сканування, невідповідності масштабів та інших джерел помилок.

Після отримання остаточного варіанту прив'язки потрібно ще раз зберегти всі точки прив'язки в таблиці зв'язків.

Після того, як ви переконаєтеся, що ви максимально наблизилися до результату - потрібно зберегти отримані результати. Для цього необхідно в модулі прив'язки вибрати кнопку - " Просторова прив'язка" / Трансформувати: де потрібно вказати кінцевий шлях і назва файлу. Так само в опції " розмір осередку" можна округлити число (наприклад до 0, 001) у бік зменшення [39].

Векторизація рельєфу. Для векторизації горизонталей на карті Zbyranka 1955р. потрібно завантажити растр з геопривязкою в проект ArcMap (рис. 3.15.) та створити векторний шар типу polyline.shp.

Рис. 3.15. Завантажений прив’язаний растр.

Новий шейп-файл можна створити через ArcCatalog або за допомогою інструменту Створити клас просторових об'єктів (Feature Class Створити). При створенні нового шейп-файлу необхідно вказати типи просторових об'єктів, які будуть в ньому міститися. Після створення шейп-файлу ці властивості вже не можуть бути змінені. Також є можливість визначити систему координат шейп-файлу.

Щоб створити шейп-файл (Shapefile), необхідно вказати шлях, де буде зберігатися файли. Натискаємо правою кнопку миші і вибираємо Новий (New), потім вибираємо шейп-файл (Shapefile…) (рис. 3.16.).

Рис. 3.16. Шлях для створення нового шейп-файлу (Shapefile).

Виділяємо текстове поле Ім'я (Name) і вводимо ім'я нового шейп-файлу, нижче вибираємо тип просторових об'єктів. Натискаємо кнопку Редагувати (Edit), щоб задати систему координат шейп-файлу. Для отримання додаткової інформації зверніться до розділу Основні відомості про систему координат шейп-файлу і натиснути кнопку ОК (рис. 3.17.).

Рис. 3.17. Вікно, яке створює новий шейп-файл (Shapefile).

Виконавши вище перелічені кроки у папці з'явиться новий шейп-файл (izoline.shp.) (рис. 3.18.).

Рис. 3.18. Новий шейп-файл (izoline.shp.).

Приєднуємо до растру шейп-файл Ramka.shp, для виділення території, яка буде оцифровуватись (рис. 3.19).

Рис. 3.19 Приєднаний до растру шейп-файл Ramka.shp

Завантажуємо шейп-файл izoline.shp і відкриваємо атрибутивну таблицю та додаємо поле із назвою «Z» (Висота) (рис. 3.20).

Рис. 3.20. Вікно з додаванням поля в атрибутивну таблицю

Для збереження структури таблиці створимо копію шейп-файлу (рис. 3.21.).

Рис. 3.21. Готовий шейп-файл для побудови ЦМР

Наступним кроком є цифровування горизонталей (рис. 3.22.).

Рис. 3.22. Оцифровування горизонталей

Вводимо висоту «Z» горизонталей в атрибутивну таблицю (рис. 3.23.).

Рис. 3.23. Атрибутивна таблиця із введенням висоти в кожну горизонталь

На рисунку рис. 3.24. представлений результат шифрування.

Рис. 3.24. Оцифровані горизонталі

За допомогою інструмента (Feature Vertices To Points) перетворюємо горизонталі в точковий шар (рис. 3.25., 3.26.).

Рис. 3.25. Вікно Feature Vertices To Points

Рис. 3.26. Створення векторного точкового шару

Для моделювання рельєфу ярів потрібно з’єднати ізолінії прямими лініями в поперек яру (рис. 3.27). Створюємо додатковий шейп-файл, для того щоб поставити точки посередині, які можна побачити на (рис. 3.27.), із їх нім присвоєнням висоти на 10 – 12 м. менше ніж висота горизонталей.

Рис. 3.27. Моделювання рельєфу ярів

Наступним кроком для моделювання рельєфу ярів – накладання сусідніх точок з інтервалом 1 м. для чіткого відображення контуру ярів (рис. 3.28.).

Рис. 2.28 Накладання сусідніх точок з інтервалом 1 м.

Дало об’єднуємо в один створені точкові шари та будуємо ЦМР з використанням методу (IDW) (рис. 3.29.).

Рис. 3.29. Вікно методу IDW

Використовуючи отриману ЦМР будуємо 3D модель поверхні (рис. 3.30., 3.31.).

Рис. 3.30. Побудована ЦМР

Рис. 3.31. Побудована ЦМР в три вимірному вигляді