منبع : gisworld

مدل رقومی زمین (DTM) در شش بخش

نقل قول :

 ابتدا یه سری بحث های مقدماتی و تئوری و بعدا کارکردن با DTM در ARcGIS

بخش دوم

2 – توصیف کننده های زمین و استراتژی های نمونه برداری

در ادامه مطلب

توصیف کننده های کلی (کیفی) زمین

دو نوع توصیف کننده داریم:کیفی(کلی)، کمی(عددی)

توصیف کننده های کیفی:

برحسب نوع کاربرد مختلف هستند. مهمترین توصیف کننده های زمین در مدل رقومی زمین، roughnessو پوشش سطح زمین را نشان می دهند. بعضی از این توصیف کننده ها عبارتند از :توصیف کننده ها بر اساس پوشش سطح زمین، توصیف کننده ها بر اساس پیدایش شکلزمین(شکل داخلی، شکل خارجی)، توصیف کننده ها بر اساس جغرافیای طبیعی و توصیف کننده ها بر اساس سایر طبقه بندی ها.

توصیف کننده های کیفی در برنامه ریزی (و نه طراحی پروژه) و توصیف کننده های کمی در طراحی پروژه استفاده می شوند.

2-2-توصیف کننده های عددی زمین

شامل طیف فرکانس، بعد فراکتال، انحنا، کووریانس و اتوکووریانس، variogramو موجک می باشد.

1-2-2 طیف فرکانس

با تبدیل فوریه می توان از دامنه ی فضا به دامنه ی فرکانس رفت.داریم:

که در آن Sشدت فرکانس،F فرکانس وa وEثوابت هستند. a وE دو آماره ای هستند که پیچیدگی سطح یا پروفیل زمین را در کل منطقه بیا می کنند.در انواع مختلف سطح زمین ، a وE نیز تغییر می کند.اگر a بزرگتر از 2 باشد، منطقه شیبدار و صاف است. اگر a کوچکتر از 2 باشد، منطقه تخت و سطح ناهموار است.

2-2-2- بعد فراکتال

بعد فراکتال یک پارامتر آماری برای مشخص کردن پیچیدگی منحنی یا سطح می‌باشد. در هندسة اقلیدسی بعد منحنی برابر با یک و بعد سطح برابر با دو دست اما در هندسة فراکتان بعد باتوجه به بعد کار را تعریف می‌شود. مثلاً اگر از فاصلة بی نهایت به سطح زمین نگاه کنیم بعد آن صفر است اگر از ماه به زمین نگاه کنیم بعد آن 3 است. اگر از ارتفاع 830 کیلومتری بالای زمین به آن نگاه کنیم بعد آن حدود 2 است و اگر از روی زمین به آن نگاه کنیم بعد آن 2 است. بعد فراکتال منحنی بین 1 و 2 و بعد فراکتال سطح بین 2 و 3 است. اگر D بعد از فراکتال باشد داریم:

که در آن C ثابت و r مقیاس است.
بعد فراکتال سطح خیلی پیچیده و ناهموار حدود 3 است درحالیکه بعد فراکتال سطح ساده (نزدیک صفحه) تقریباً 2 است.

شکل 2-1-خط کخ با بعد فراکتال 26/1

شکل 2-2-رابطه بین انحنا وپیچیدگی

3-2-2 انحناء

سطح زمین ترکیبی از المان‌های زمینی است که به عنوان واحد ناهمواری صفحه همگون یا انحنای پروفیل تعریف می‌شود. انحنا عبارتند از:

هرچه مقدار c بزرگتر باشد، سطح ناهموارتر است در نتیجه c نمایشگر ناهمواری زمین است انحنا برای برنامه ریزی استراتژی نمونه‌برداری استفاده می‌شود درحالیکه برای استفراج مقدار انحنا نیاز به حجم زیادی داده داریم (مسئله مرغ و تخم مرغ).

4-2-2 کووریانس و اتوکووریانس

درجة شباهت بین جفت نقاط سطح را می‌توان توسط تابع همبستگی تعریف کرد که داروی فرم‌های زیادی است مانند کووریانس و اتوکورلیش.

با افزایش cov (d), d کاهش و R (d) نیز کاهش می‌یابد.

شکل 3-2: مقادیر اتوکوریشن با افزایش فاصله از 1 به 0 کاهش می‌یابد.

که در آن C فاصلة کورولیش که در آن مقدار کووریانس به سمت صفر می‌رود را نشان می‌دهد. هرچه C کوچکتر باشد شباهت کمتر و پیچیدگی بیشتر است.

5-2-2 Semivariogram

شباهت سطح DTM و ناهمواری مدلسازی رقومی زمین را بیان می‌کند.

Semivariogram را با (d)γنشان می‌دهند داریم:

که در آن A و b ثابت بوده و ناهمواری سطح را بیان می‌کنند. هرچه b بزرگتر باشد، سطح صاف تر است. اگر b برابر با صفر باشد سطح بسیار و ناهموار است.

3-2 بردار ناهمواری زمین: شیب، پستی و بلندی و طول موج

1-3-2 شیب، پستی و بلندی و طول موج به عنوان یک بردار ناهمواری

ناهمواری را نمی‌توان با یک پارامتر به طور کامل تعریف کرد. بلکه برای تعریف کامل آن نیاز بهبردارناهمواری یا مجموعه‌ای از پارامترها داریم.

شیب در هر نقطه تغییر می‌کند

شکل 2-4- رابطة بین شیب طول موج و پستی و بلندی: (a) رابطة کامل آنها، (b) دیاگرام ساده شده.

داریم:

.

که در آن آلفا شیب متوسط است. رابطة فوق اگر دو تا از آنها را داشته باشیم، سومی را می‌توانیم به دست آوریم.

2-3-2

4-2 اساس تئوری نمونه برداری سطح

1-4-2 پس زمینة تئوری نمونه برداری

از دیدگاه تئوری، یک نقطه روی سطح زمین دارای بعد صفر است بنابراین اندازه‌ای ندارد، درحالیکه سطح زمین از تعداد نامحدودی نقطه تشکیل شده است. بنابراین به دست آوردن اطلاعات کاملی از سطح زمین امکان پذیر نمی‌باشد. اما از نظر عملی، نقطه ارتفاع یک منطقه با ابعاد مشخصی را نشان می‌دهد بنابراین از تعداد محدودی نقطه برای نمایش سطح استفاده می‌شود.

شکل 2-10- فرکانس قطع

3- دقت: بستگی به روش‌های مورد استفاده برای اندازه گیری دارو مانند موارد زیر:

- تکنیک (نقشه برداری میدانی، فتوگرافری، رقومی کردن نقشه)

پست های مرتبط: