Обработка геофизической информации с помощью компьютерных технологий

Животный мир. Животный мир лесов предоставлен огромным количеством видов: косули, дикие кабаны, зайцы-русаки, ежи, кроты, лесные мыши, летучие мыши, много птиц, в водоемах рыбы-караси, лещи, окуни и т.д.

 

Таким образом, город Александрия находился на пересечении торговых путей из Одессы, Петербурга, Крыма и Новороссийских земель, что отразилось на развитии в городе кустарных производств и торговли.

Вывод раздела 1

 

1. Экологическую политику в Украине определяет Верховная Рада Украины, которая утверждает общегосударственной программы охраны окружающей среды и устанавливает основы использования природных ресурсов.

2. Производить поиск, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах позволяют геоинформационные системы, которые предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах.           

3. Наличие разнообразных геофизических методов позволяет  изучать геологические разрезы скважин. Самые распространенные из них: электрические, радиоактивные, термические, акустические,  геохимические, механические, магнитные. Они различаются в зависимости от физических свойств пород. Сущность любого геофизического метода состоит в измерении вдоль ствола скважины некоторой величины, характеризующейся одним или совокупностью физических свойств горных пород, пересеченных скважиной.

4. Город Александрия находился на пересечении торговых путей из Одессы, Петербурга, Крыма и Новороссийских земель, что отразилось на развитии в городе кустарных производств и торговли.

 

 

РАЗДЕЛ 2 
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙСРЕДСТВАМИ ГИС

 

2.1. Метод обработки данных рельефа местности по заданной топографической съемке

 

В сферу интересов  топографии входят вопросы содержания топографических карт, методики их составления и обновления, вопросы их точности и классификации, а также извлечения из них различной информации о местности.

Топографическая съемка – это комплекс топографических  работ, выполняемых как на местности, так и камерально (обработка данных, полученных в результате топосъемки). Результатом топографических работ служат карты и планы. Топографическими называются такие съемки, в – которых одновременно с контурной частью плана снимают рельеф. Типичными топографическими съемками являются тахеометрическая и мензульная.

Топографическая съемка – сложный технологический процесс, где взаимодействуют сразу несколько отделов внутри организации-производителя работ. Система полевого кодирования позволяет максимально автоматизировать процесс проведения топографической съемки. После поступления полевых данных в камеральный отдел, съемка приводится к стандартизированному виду. Промышленные ноутбуки и геодезические коммуникаторы позволяют обрабатывать сырые геодезические данные прямо "в поле", а оснащение геодезической бригады беспроводным интернетом дает возможность передавать материалы топографической съемки в группу камеральной обработки максимально оперативно.

Топографическая съемка для нужд проектирования часто  бывает максимально требовательна к применяемому оборудованию. Помимо электронных тахеометров с мощными дальномерами бригада топографов может использовать комплекты GPS приемников, трассоискатели и т.п.

Топосъемка  может быть представленна на бумаге, в электронном виде или как 3D визуализация. Различают топографические работы для составления планов крупных масштабов (1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000) и мелких (1:10000, 1:25000 и мельче). Топоплан вычерчивается в соответствии с общепринятыми условными знаками, а топосъемка проводится с учетом правил, которые оговорены инструкцией. Однако возможны специфические обмерные работы и условные обозначения.

Топографическая съемка, особенно крупных масштабов, является наиболее востребованным видом геодезических работ. Потребности в ней могут возникнуть при изысканиях, обновлении топокарт, составлении генеральных планов, составлении рабочих чертежей, для решения вертикальной планировки и проектировании ландшафтного дизайна.

На основе топографической съемки возможно построить  цифровую модель местности.

В зависимости  от требуемого масштаба топографической  съемки, сроков, целесообразности и экономической эффективности, используются различные методы: горизонтальной, высотной (вертикальной), тахеометрической, стереотопографической, комбинированной аэрофототопографической съемок, с использованием спутниковой геодезической аппаратуры (приемников GPS и др.), а также сочетанием различных методов.

На нашей  топографической съемке использовались такие топографические обозначения:

 

Таблица 2.1

Легенда карты

	Отметки высот
	Отдельные кусты
	Лиственные леса
	Скважина
	Полевые и лесные дороги
	Горизонтали
	Подписи горизонталей в метрах и указатели  направления скатов
	Пешеходные тропы
	Прибережная зона

 

Таким образом, подробным изучением видимой физической поверхности суши в геометрическом отношении занимается наука топография. В топосьемках одновременно с контурной частью плана снимают рельеф. Результатами топографических съемок местности являются топографические планы, которые могут быть представлены в графическом виде или в виде цифровой модели местности, что позволяет дальнейшее использование картографической информации в различных отраслях человеческой деятельности.

2.2. Способы представления теплодинамических показателей атмосферы.

Роза ветров — векторная диаграмма, характеризующая  режим ветра в данном месте  по многолетним наблюдениям и  выглядит как многоугольник, у которого длины лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях (румбах горизонта), пропорциональны повторяемости ветров этих направлений. Розу ветров учитывают при строительстве взлётно-посадочных полос аэродромов, планировке населенных мест (целесообразной ориентации зданий и улиц), оценке взаимного расположения жилых массивов и промышленной зоны (с точки зрения направления переноса примесей от промышленной зоны) и множества других хозяйственных задач (агрономия, лесное и парковое хозяйство, экология и др.). Роза ветров, построенная по реальным данным наблюдений, позволяет по длине лучей построенного многоугольника выявить направление господствующего (преобладающего) ветра, со стороны которого чаще всего приходит воздушный поток в данную местность. Поэтому настоящая роза ветров, построенная на основании ряда наблюдений, может иметь существенные различия длин разных лучей.

График среднемесячных (среднедневных) температур показывает изменение средних температур за сутки на протяжении определенного периода. График имеет большое значение при определении экстремум и допустимых температур на данном участке, например для расчета строительных работ.

В данном курсовом проекте температура рассчитывается по данным метеорологических наблюдений в течение месяца. Расчет и построение графика приводятся по данным температуры воды и воздуха, где четко видно изменение температуры суток в течение периода, а также зависимость изменения температуры воды от температуры воздуха.

 

Таким образом, при выполнении множества хозяйственных задач учитывают векторную диаграмму режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям, и график среднемесячных (среднедневных) температур, который показывает изменение средних температур за сутки на протяжении определенного периода, что имеет большое значение для расчета строительных работ.

 

2.3. Цифровая модель местности

 

Существует  несколько определений цифровой модели местности (ЦММ), каждое из которых делает акцент, на каком либо одном аспекте изучения географического пространства. Например, одно из определений: Цифровая модель местности – цифровое представление пространственных объектов, соответствующих объектовому составу топографических карт и планов, используемое для производства цифровых топографических карт. Или следующее определение: Цифровая модель местности - цифровая форма представления земной поверхности в виде сети (матрицы) высот или списка трехмерных координат X , Y , Z.

Кроме того, в качестве синонима часто используется и термин – цифровая модель рельефа. Ни одно из приведенных определений не позволяет использовать цифровую модель местности в качестве универсальной информационно-математической основы, так как каждое из них направлено на однокомпонентную обработку данных без учета особенностей интеграции различных типов информации и ни одна из описываемых таким образом моделей не обладает свойством интеллектуальности.

Для того чтобы  результаты вычислительных экспериментов, проводимых при решении этих задач, соответствовали необходимой точности, цифровая модель местности должна в наибольшей степени соответствовать реальной земной поверхности.

Поэтому полное определение ЦММ будет выглядеть  так: ЦММ - это совокупность множеств метрической, атрибутивной, семантической, параметрической информации и класса операций преобразования над этими множествами.

Основными принципами объектной модели являются: абстрагирование, инкапсуляция, модульность, иерархичность, типизация, параллелизм и сохраняемость.

С точки зрения реализации объектная модель обладает рядом преимуществ. Во-первых, она позволяет в полной мере использовать возможности современных языков программирования, например, таких как С++. Во-вторых, применение таких моделей существенно повышает уровень унификации разработки и пригодность ее повторного использования, что становится особенно важным при хранении большого количества объектов ГИС. В-третьих, использование объектной модели приводит к построению систем на основе стабильных промежуточных описаний, что упрощает процесс внесения изменений, в результате чего модель может изменяться в соответствии с развитием объекта моделирования. В-четвертых, объектная модель уменьшает громоздкость разрабатываемой системы. И, наконец, объектная модель ориентирована на человеческое восприятие.

Цифровая  модель местности – это, прежде всего, пространственный каркас, который служит основой для решения ряда задач, а потому ЦММ должна обладать: возможностями  построения и визуализации аналитической  трехмерной топографической поверхности; математическим аппаратом моделирования процессов в трехмерном географическом пространстве.

Исходя из этого определения, ЦММ содержит цифровую модель рельефа (ЦМР), как необходимую платформу для всего остального множества объектов.

 

Таким образом, совокупностью множеств метрической, атрибутивной, семантической, параметрической информации и класса операций преобразования над этими множествами является ЦЦМ, которая описывается с помощью задания ее логической и физической структуры. Она обладает такими принципами как абстрагирование, инкапсуляция, модульность, иерархичность, типизация, параллелизм и сохраняемость, что делает работу с топографической картой более быстрой и не сложной.

 

Вывод раздела 2

 

Подробным изучением видимой физической поверхности суши в геометрическом отношении занимается наука топография. В топосъемках одновременно с контурной частью плана снимают рельеф. Результатами топографических съемок местности являются топографические планы, которые могут быть представлены в графическом виде или в виде цифровой модели местности, что позволяет дальнейшее использование кортографической информации в различных отраслях человеческой деятельности.

При выполнении множества хозяйственных задач учитывают векторную диаграмму режима ветра в данном месте по многолетним наблюдениям, и график среднемесячных (среднедневных) температур, который показывает изменение средних температур за сутки на протяжении определенного периода, что имеет большое значение для расчета строительных работ.

Совокупностью множеств метрической, атрибутивной, семантической, параметрической информации и класса операций преобразования над этими множествами является ЦЦМ, которая описывается с помощью задания ее логической и физической структуры. Она обладает такими принципами как абстрагирование, инкапсуляция, модульность, иерархичность, типизация, параллелизм и сохраняемость, что делает работу с топографической картой более быстрой и не сложной.

 

 

РАЗДЕЛ 3 
ОБРАБОТКА ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СРЕДСТВАМИ ГИС

 

3.1.Моделирование 3D рельефа местности по заданной топографической съемке

 

Используя топографический  план, представленный в приложении А, моделируем 3D рельеф местности с помощью программы AutoCad.

Для отчерчивания контуров горизонталей местности используем инструмент Polilyne на панели Draw.

Каждая горизонталь  имеет высоты, различающиеся между  собой по всей ее длине. Чтобы поднять  высоты на заданную высоту, необходимо использовать относительные координаты. Для этого необходимо выделить горизонталь, которую желаем поднять на определенную высоту, и выбрать команду Move на панели Modify.

 

Рис. 3.1 Обрисовка изолиний

 

После того, как все горизонтали подняты  на соответствующую высоту, применяем команду Draw – Modeling – Loft. Данная команда позволяет создать 3D модель рельефа заданной местности.

 

Рис. 3.2. 3d модель рельефа местности

 

Таким образом: 3D модель заданной местности строится с помощью программного продукта AutoCAD, где на изображенном рельефе наглядно видно рельеф вогнутый (отрицательный).

 

3.2. Построение схемы геологической структуры суши и акваторий, в 3D модели рельефа заданной местности