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..Dreiecksnetze und Dreiecksnetze und GeländemodelleGeländemodelle
Dreiecksnetze TIN´s
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TIN´sTIN´s
Triangulated Irregular NetworksStützpunkttreue
Dreiecksvermaschung
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Vorab:Vorab:Digitale HöhenmodelleDigitale Höhenmodelle
Erstellungsmöglichkeiten durch:
Regelmäßiges Raster
Höhenlinienmodelle
Triangulated Irregular Network ( TIN´s )
Ein VergleichEin Vergleich
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Regelmäßiges RasterRegelmäßiges RasterStichpunkte:Stichpunkte:
- häufigste Datenstruktur
- einfache reguläre Struktur
- schneller Zugriff auf Daten
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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
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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
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Regelmäßige RasterRegelmäßige RasterSchaubild:Schaubild:
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HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleStichpunkte:Stichpunkte:
Besteht aus einer Menge von Höhenlinien (Isohypsien)
Heutzutage seltene Anwendung
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HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleMerkmale:Merkmale:
unregelmäßige StrukturJede Isohypsie präsentiert eine HöheJede Isohypsie wird durch eine
Sequenz von Kontrollpunkten erzeugt
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HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleNachteile:Nachteile:
Höhe wird nur für kleine Teilbereiche angegeben
Punkte müssen interpoliert werdenSeparate Speicherung der Kontrollpunkte
daraus ungeordnete StrukturSuche nach bestimmten Punkt schwierig
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HöhenlinienmodelleHöhenlinienmodelleSchaubild:Schaubild:
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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
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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!!
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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)
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BeispielBeispiel
Falsche Vermaschung: Seitenansicht
Draufsicht
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BeispielBeispiel
Richtige Vermaschung: Seitenansicht
Draufsicht
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VergleichVergleich
Falsch:
Richtig:
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Problematik 2Problematik 2
Durch Hinzunahme von Stützpunkten erreiche ich zwar die Berücksichtigung von Extremstrukturen bekomme aber durch das Vorhandensein langer schmaler Dreiecke Genauigkeitsprobleme.
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Wie kann dieses Problem Wie kann dieses Problem gelöst werden?gelöst werden?
L Ö S U N G:
Weed - Tolerance
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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.
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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
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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.
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DefinitionDefinition
Die Weed-Tolerance bestimmt also den minimalen Abstand zweier Vertices bei geraden Linien.
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BeispielBeispiel Variierung der Weed – Tollerance in ArcInfo
Konflikt!!
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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!!
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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!
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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
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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
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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!!