Analiza metod scalania arkuszy Numerycznego Modelu Terenu na przykładzie zlewni rzeki Kamiennej i Iłżanki Paweł Gilewski Maria Grodzka-Łukaszewska Grzegorz Sinicyn Poznań, 02.06.2015 r. Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Plan prezentacji Cel pracy Definicja Numerycznego Modelu Terenu (NMT) Rodzaje NMT Przygotowanie danych do analizy Metody scalania arkuszy NMT Wnioski Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Cel pracy próba dokonania wyboru metody scalania (mozaikowania) arkuszy NMT w miejscach nakładania się arkuszy – części wspólnej analiza NMT o rozdzielczości: 5 m, 21 m (domyślna), 50 m i 100 m miejsce wspólne arkuszy NMT Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Numeryczny Model Terenu NMT jest to „numeryczna reprezentacja powierzchni terenowej, utworzonej poprzez zbiór odpowiednio wybranych punktów leżących na tej powierzchni oraz algorytmów interpolacyjnych umożliwiających jej odtworzenie w określonym obszarze” Gaździcki J. Systemy Informacji Przestrzennej Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Rodzaje NMT – model TIN (1) ang. Triangulated Irregular Network Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Rodzaje NMT – model TIN (2) Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Rodzaje NMT – model rastrowy Źródło: http://geoforum.pl/ Źródło: http://geoforum.pl/ Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Schemat przygotowania modeli rastrowych Mozaikowanie = scalanie arkuszy Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Metody mozaikowania (1) FIRST – wyjściowa wartość komórki na obszarach nakładających się będzie wartością komórki z pierwszej bazy danych rastrowych na liście LAST - wyjściowa wartość komórki na obszarach nakładających się będzie wartością komórki z ostatniej bazy danych rastrowych na liście. Jest to metoda domyślnie wybierana przez program ArcGIS i najszybsza wg danych producenta Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Metody mozaikowania (2) BLEND – wyjściowa wartość komórki na obszarach nakładających się będzie mieszaniną wartości na tych obszarach. Wartość ta jest wyznaczana na podstawie wag i zależy od odległości komórki do krawędzi na obszarze pokrywającym się MEAN – wyjściowa wartość komórki na obszarach nakładających się będzie średnią arytmetyczną z nakładających się komórek Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Metody mozaikowania (3) MINIMUM – wyjściowa wartość komórki na obszarach nakładających się będzie najniższą wartością z nakładających się komórek MAXIMUM – wyjściowa wartość komórki na obszarach nakładających się będzie najwyższą wartością z nakładających się komórek Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Rastry przed scaleniem Jeden raster po scaleniu Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Sposób analizy gdzie: ET_Z – wysokość w kocie wysokościowej Rastervalue – wartość wysokości modelu rastrowego w miejscu koty wysokościowej łącznie poddano analizie 48 modeli rastrowych zlewni! Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Przykładowe rezultaty Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Wnioski (1) największą dokładność NMT uzyskano dla modelu o rozdzielczości 5 metrów, którego wysokości zostały interpolowane metodą liniową, a arkusze NMT scalone za pomocą metody BLEND spośród wszystkich analizowanych metod mozaikowania, metoda BLEND najdokładniej odwzoruje wysokości NMT w miejscach nakładania się arkuszy zwiększenie rozdzielczości modelu wyjściowego (o rozdzielczości 21 metrów) do 5 metrów nie wpłynęło na znaczne zwiększenie dokładności modelu, natomiast ponad 17-to krotnie zwiększyło rozmiar NMT Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Wnioski (2) zmniejszenie rozdzielczości modelu do 50 metrów lub 100 metrów wiąże się z coraz mniejszą dokładności NMT metoda mozaikowania MINIMUM zawsze znacząco wpływa na zwiększenie błędu dodatniego (zaniżenie wysokości terenu) metoda mozaikowania MAXIMUM zawsze znacząco wpływa na zwiększenie błędu ujemnego (zawyżenie wysokości terenu) usytuowanie miejsc występowania największych błędów jest nieusystematyzowane w dalszych pracach analizie należałoby poddać: miejsca występowania największych błędów (lub błędów o szukanej wartości) czy jest zależność pomiędzy np. jednolitym spadkiem terenu, a wartością błędu na tym obszarze Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii

Analiza metod scalania arkuszy Numerycznego Modelu Terenu na przykładzie zlewni rzeki Kamiennej i Iłżanki inż. Paweł Gilewski mgr inż. Maria Grodzka-Łukaszewska dr inż. Grzegorz Sinicyn Poznań, 02.06.2015 r. Zespół Gospodarki Wodnej i Hydrologii