Dreiecksnetze und Geländemodelle Dreiecksnetze TIN´s

..Dreiecksnetze und Dreiecksnetze und GeländemodelleGeländemodelle

Dreiecksnetze TIN´s

2

TIN´sTIN´s

Triangulated Irregular NetworksStützpunkttreue

Dreiecksvermaschung

3

Vorab:Vorab:Digitale HöhenmodelleDigitale Höhenmodelle

Erstellungsmöglichkeiten durch:

Regelmäßiges Raster

Höhenlinienmodelle

Triangulated Irregular Network ( TIN´s )

Ein VergleichEin Vergleich

5

Regelmäßiges RasterRegelmäßiges RasterStichpunkte:Stichpunkte:

- häufigste Datenstruktur

- einfache reguläre Struktur

- schneller Zugriff auf Daten

6

Regelmäßiges RasterRegelmäßiges RasterMerkmale:Merkmale:

Aufbau durch zweidimensionale MatrixEin Höhenwert pro Zelle (Höhenmatrix)Abstand zwischen Zellen ist identischDie Position im Raster entspricht der

Realen Position.Speicherung nur des HöhenwertsSchneller Informationszugriff

7

Regelmäßiges RasterRegelmäßiges RasterNachteile: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

8

Regelmäßige RasterRegelmäßige RasterSchaubild:Schaubild:

9

HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleStichpunkte:Stichpunkte:

Besteht aus einer Menge von Höhenlinien (Isohypsien)

Heutzutage seltene Anwendung

10

HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleMerkmale:Merkmale:

unregelmäßige StrukturJede Isohypsie präsentiert eine HöheJede Isohypsie wird durch eine

Sequenz von Kontrollpunkten erzeugt

11

HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleNachteile:Nachteile:

Höhe wird nur für kleine Teilbereiche angegeben

Punkte müssen interpoliert werdenSeparate Speicherung der Kontrollpunkte

daraus ungeordnete StrukturSuche nach bestimmten Punkt schwierig

12

HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleSchaubild:Schaubild:

13

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

H A U P T T H E M A

14

Übersetzungen

- node: Punkt als Geländeknickpunkt

- edge: Kante einer Dreiecksvermaschung

- face: Dreiecksoberfläche

- slope: Neigung

- face aspect: magn. Richtungswinkel des Slope

edge

node

X

Y

Z

slope

face aspect

face

Zwei Probleme:Zwei Probleme:

Attention!!

16

Problematik 1Problematik 1

TIN-Darstellungen gehen auf starke Geländestrukturwandlungen bedingt ein. Daher muss auf eine exakte Verknüpfung der Geländedaten geachtet werden.

Z.B. Taldarstellung(Seitenansicht)

17

BeispielBeispiel

Falsche Vermaschung: Seitenansicht

Draufsicht

18

BeispielBeispiel

Richtige Vermaschung: Seitenansicht

Draufsicht

19

VergleichVergleich

Falsch:

Richtig:

20

Problematik 2Problematik 2

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

21

Wie kann dieses Problem Wie kann dieses Problem gelöst werden?gelöst werden?

L Ö S U N G:

Weed - Tolerance

22

Was ist die 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.

23

Wir erinnern uns: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.9Aus GeoInfo 1 Vorl.9DreieckskriteriumDreieckskriterium

Dreieckskriterium: Der Umkreis eines Dreiecks umschließt keinen weiteren Punkt

Umkreis

Aus GeoInfo 1 Vorl.9Aus GeoInfo 1 Vorl.9Triangulationen - Triangulationen -

DreiecksvermaschungenDreiecksvermaschungen

Delaunay Triangulation Gewöhnliche Triangulation

26

Zusammenhang: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.

27

DefinitionDefinition

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

28

BeispielBeispiel Variierung der Weed – Tollerance in ArcInfo

Konflikt!!

29

Subdivision degree parameterSubdivision degree parameter

Mittels weiterer Unterteilung der TIN`s ist eine weichere Darstellung der Höhenlinien möglich.

Vorsicht! Datenaufwand nimmt mit steigendem Parameterwert exponential zu!!

30

Arbeiten in ArcInfo mit Arbeiten in ArcInfo mit eigenem Datensatzeigenem 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!

31

Einlesen der PunktedateiEinlesen 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. Next Next ...Übersicht der geladenen Dateien Next Fragt nach Output tin. Namen geben, z.B. GISAP07.mxd Next finished

32

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

Erstellen in ArcMapErstellen in ArcMap

Vorführung in ArcInfoVorführung in ArcInfo

34

Aufgabe 1: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 für eure AufmerksamkeitAufmerksamkeit

Vielen Dank

Einen erfolgreichen Tag noch!!Einen erfolgreichen Tag noch!!