Tworzenie modelu rzeźby
terenu
Program SURFER
Surfer jest programem do tworzenia map
konturowych i wykresów trójwymiarowych.
Surfer potrafi w szybki sposób sporządzić -
na podstawie danych tabelarycznych lub
zadanej funkcji -wysokiej jakości wykresy
konturowe, powierzchniowe, wektorowe i
inne.
Poza możliwościami wizualizacyjnymi Surfer
posiada
również
duże
możliwości
analityczne
pozwalające
automatyczne
wyznaczanie powierzchni terenu, objętości,
odległości itp.
Dzięki rozbudowanym procedurom gridingu i
zaimplementowanym
wielu
algorytmom
tworzenia regularnej siatki wartości dla
funkcji dwóch zmiennych Surfer stał się
standardem w wizualizacjach technicznych
wymagających
przedstawienia
funkcji
z=f(x,y) na podstawie skończonej liczby
punktów XYZ.
Program dokonuje odwzorowania powierzchni
metodą tworzenia regularnej siatki wartości o
gęstości ustalanej przez użytkownika.
Na podstawie nieregularnie rozłożonych
punktów XYZ dokonuje obliczeń wartości
funkcji w punktach regularnej siatki.
Dane w arkuszu w formie XYZ.
W tym kroku przygotowywane są dane w arkuszu
danych. Mogą one podlegać edycji poprzez "ręczne"
wprowadzanie danych lub mogą być importowane z
plików o innych formatach. Surfer dopuszcza
korzystanie z plików formatu xls bez konieczności ich
importu. Arkusz programu MS Excel jest traktowany
jak wewnętrzny format danych.
Regularna siatka wartości - griding.
Na podstawie arkusza danych XYH wyznaczana jest
regularna siatka wartości czyli tzw. griding. Etap ten
jest podstawowym etapem przetwarzania danych w
programie Surfer, który oferuje szereg różnych
metod wyznaczania siatki gridingu.
Wszystkie z nich są określonymi metodami
interpolacji, których celem jest wyznaczenie wartości
w regularnych węzłach siatki na bazie nieregularnie
rozłożonych punktów zmiennych niezależnych XY
oraz wartości funkcji Z.
Od jakości gridingu zależy jakość odwzorowania w
formie mapy, dlatego Surfer dostarcza też metody
oceny jakości gridingu oraz pozwala w szerokim
stopniu ingerować w parametry sterujące pracą
poszczególnych procedur interpolacyjnych.
Mapa
Końcowym krokiem jest utworzenie mapy na bazie
wygenerowanego w poprzednim kroku gridingu. Efekt
końcowy zależy od rodzaju wybranej mapy i ustawień
indywidualnych parametrów określających wygląd
szczegółów mapy.
Odwzorowanie terenu
Podstawowym zastosowaniem programu jest
tworzenie odwzorowań powierzchni Ziemi.
Powstające mapy przestrzenne bardzo wiernie
oddają rzeczywiste kształty. Poza efektem
wizualnym tego typu zastosowanie pozwala
dokonywać obliczeń parametrów liniowych,
powierzchniowych oraz objetościowych.
Mapy funkcji dwóch zmiennych
Program Surfer jest stosowany do przedstawienia
przebiegu funkcji dwóch zmiennych, które są
określone przez podanie pewnej liczby punktów, czyli
wartości funkcji w określonych punktach XY. Bywa to
często wykorzystywane do zobrazowania wartości np.
wartości pewnego parametru na danym terenie. Mapa
obok może przedstawiać np. stężenie dwutlenku siarki
na obszarze pewnego miasta.
Wykresy funkcji
Innym zastosowaniem programu może
być tworzenie wykresów funkcji danych
wzorem matematycznym.
Regularna siatka wartości (griding)
może być tworzona na podstawie opisu
funkcji wzorem matematycznym.
W ten sposób może być przedstawiona
dowolna funkcji dwóch zmiennych
z=f(x,y).
)
8
sin(
2
2
y
x
arctg
y
x
z
Tworzenie siatki
interpolacyjnej:
Grid Data
Metoda odwrotnych odległości od punktu węzłowego
Metoda odwrotnych odległości od punktu węzłowego
Metoda minimalnej krzywizny
Kriging
Mapa hipsometryczna
Blok diagram.
Składanie map
Tworzenie mapy warstwicowej
Map Contour
Tworzenie modelu terenu:
Map Surface
Obliczanie objętości:
Grid Volume
Tworzenie profilu terenu w
oparciu o mapę warstwicową:
Map Digitize
Grid Slice
Wykorzystanie programu EXCEL do
przedstawiania rzeźby terenu:
Wysokości punktów z niwelacji metodą siatki
kwadratów:
Model terenu:
Przebieg warstwic:
Wykres profilu terenu: