Topografické modely pre stroje a diaľkový prieskum Zeme

Topografia má často obrovský vplyv na distribúciu živín a potenciál výnosu. GeoPard vytvára topografické modely zo strojov, diaľkový prieskum Zeme a ak sú k dispozícii súbory údajov LIDAR. 

Poďme sa hlbšie pozrieť na nové topografické deriváty, ktoré sme práve pridali do GeoPardu.

Úľavová pozícia je definovaný ako rozdiel medzi centrálnym pixelom a priemerom okolitých buniek. Inými slovami, miesta so zápornými hodnotami znamenajú nížinu v poli, miesta s kladnými hodnotami – vysočinu v poli.

Môžete mať vrchol kopca v “nízkej” nadmorskej výške, ktorý má veľmi odlišné pôdne vlastnosti ako stredný svah alebo priehlbina. Nadmorská výška, sklon a orientácia Toto sa nedá zobraziť. Poloha reliéfu sa počíta v metroch.

Sklon je uhol sklonu k horizontále. Zvyčajne sa počíta v stupňoch alebo percentách sklonu. GeoPard to robí v stupňoch.

Robusnosť je definovaná ako priemerný rozdiel medzi centrálnym pixelom a jeho okolitými bunkami. Inými slovami, drsnosť opisuje sklon v absolútnych číslach (v metroch) pre každé konkrétne miesto (pixel).

Drsnosť je stupeň nerovnosti povrchu. Vypočíta sa ako najväčší rozdiel medzi bunkami medzi centrálnym pixelom a jeho okolitou bunkou. Inými slovami, meria maximálnu absolútnu hodnotu sklonu v metroch pre každé miesto (pixel).

Tieto štyri topografické deriváty odrážajú detaily svahu, ale trochu inak.

Čo je topografické modelovanie?

Topografické modelovanie je proces vytvárania trojrozmerného znázornenia zemského povrchu. Robí sa to zhromažďovaním údajov o nadmorskej výške terénu, napríklad prostredníctvom geodetických alebo satelitných snímok, a následným použitím týchto údajov na vytvorenie digitálneho modelu reliéfu (DEM).

DEM sa potom môže použiť na vytvorenie rôznych výstupov, ako sú topografické mapy, 3D modely a dokonca aj zážitky z virtuálnej reality.

Má širokú škálu aplikácií vrátane:

• Plánovanie a rozvoj: Topografické modely sa dajú použiť na plánovanie a rozvoj infraštruktúry, ako sú cesty, železnice a potrubia. Môžu sa tiež použiť na posúdenie vplyvu rozvoja na životné prostredie.
• Environmentálny manažment: Topografické modely sa dajú použiť na monitorovanie a riadenie prírodných zdrojov, ako sú voda, lesy a voľne žijúce zvieratá. Môžu sa tiež použiť na posúdenie vplyvu zmeny klímy na životné prostredie.
• Vzdelávanie a výskum: Topografické modely sa dajú použiť na vzdelávanie verejnosti o zemskom povrchu a jeho vlastnostiach. Môžu ich tiež využiť výskumníci na štúdium zemského povrchu a procesov na ňom.

Ako sa vykonáva topografické modelovanie?

Dá sa to urobiť rôznymi spôsobmi, ale najbežnejšou metódou je použitie DEM.

DEM je mriežkové znázornenie zemského povrchu, pričom každá bunka v mriežke predstavuje bod so známou nadmorskou výškou. DEM je možné vytvoriť z rôznych zdrojov vrátane:

• Geodetické práce: Geodeti používajú na meranie nadmorskej výšky terénu rôzne nástroje, ako sú nivelačné prístroje, teodolity a GPS prijímače.
• Satelitné snímky: Satelity sa dajú použiť na vytvorenie DEM meraním vzdialenosti medzi satelitom a zemským povrchom.
• Letecká fotografia: Letecké fotografie sa dajú použiť na vytvorenie DEM meraním vzdialenosti medzi kamerou a zemským povrchom.

Po vytvorení DEM je možné ho použiť na vytvorenie rôznych výstupov, ako sú topografické mapy, 3D modely a dokonca aj zážitky z virtuálnej reality.

Výhody topografického modelovania

Okrem toho ponúka množstvo výhod, vrátane:

• Presnosť: DEM sú vysoko presné zobrazenia zemského povrchu. To je dôležité pre aplikácie, ako je plánovanie a rozvoj, kde je presnosť nevyhnutná.
• Vizualizácia: Topografické modely poskytujú jasný a stručný obraz zemského povrchu. To môže byť užitočné pre pochopenie vzťahu medzi rôznymi útvarmi, ako sú hory, údolia a rieky.
• Analýza: Topografické modely sa dajú použiť na analýzu zemského povrchu. To sa dá použiť na identifikáciu oblastí, ktoré sú ohrozené záplavami, zosuvmi pôdy alebo inými prírodnými katastrofami.
• Komunikácia: Topografické modely sa dajú použiť na komunikáciu informácií o zemskom povrchu širokému publiku. To môže byť užitočné pri vzdelávaní verejnosti o zemskom povrchu a jeho vlastnostiach.

Čo je topografický lidar?

Lidar (detekcia a meranie vzdialenosti svetla) je technológia diaľkového prieskumu Zeme, ktorá využíva svetlo na meranie vzdialenosti od zemského povrchu. Funguje tak, že vysiela laserový impulz a meria čas potrebný na návrat impulzu. Tieto informácie možno použiť na vytvorenie trojrozmerných (3D) modelov zemského povrchu.

Topografický lidar je typ lidaru, ktorý sa používa špeciálne na vytváranie 3D modelov zemskej topografie.

Ako funguje topografický lidar

Tieto systémy zvyčajne pozostávajú z laseru, skenera a GPS prijímača. Laser sa používa na vysielanie svetelných impulzov, skener sa používa na meranie smeru impulzov a GPS prijímač sa používa na sledovanie polohy systému.

Laserové impulzy sú emitované v sérii čiar a skener meria intenzitu impulzov pri ich návrate. Tieto informácie sa používajú na vytvorenie 3D modelu zemského povrchu.

Presnosť údajov závisí od viacerých faktorov vrátane výkonu laseru, citlivosti skenera a rýchlosti GPS prijímača.

Aplikácie topografického lidaru

Údaje z nich sa dajú použiť na rôzne účely, vrátane:

• Mapovanie zemského povrchu
• Monitorovanie zmien na zemskom povrchu
• Posudzovanie prírodných rizík
• Plánovanie infraštruktúrnych projektov
• Vykonávanie vedeckého výskumu

Mapovanie zemského povrchu

Môže sa použiť na vytvorenie podrobných máp zemského povrchu. Tieto mapy sa dajú použiť na rôzne účely, ako je plánovanie infraštruktúrnych projektov, posudzovanie prírodných rizík a vykonávanie vedeckého výskumu.

Monitorovanie zmien na zemskom povrchu

Môže sa použiť na monitorovanie zmien zemského povrchu v priebehu času. Tieto informácie možno použiť na sledovanie účinkov prírodných procesov, ako je erózia a sedimentácia, a ľudských činností, ako je odlesňovanie a výstavba.

Posudzovanie prírodných rizík

Používa sa na posudzovanie prírodných rizík, ako sú zosuvy pôdy, záplavy a zemetrasenia. Tieto informácie možno použiť na identifikáciu ohrozených oblastí a na vypracovanie stratégií na ich zmiernenie.

Plánovanie infraštruktúrnych projektov

Používa sa na plánovanie infraštruktúrnych projektov, ako sú cesty, mosty a potrubia. Tieto informácie možno použiť na identifikáciu najlepších trás pre projekty a na minimalizáciu vplyvu na životné prostredie.

Vykonávanie vedeckého výskumu

Môže sa použiť na vykonávanie vedeckého výskumu v rôznych oblastiach, ako je geológia, hydrológia a ekológia. Tieto informácie možno využiť na lepšie pochopenie zemských systémov a na vývoj nových technológií.

Výhody topografického lidaru

Má množstvo výhod oproti iným metódam mapovania zemského povrchu, vrátane:

• PresnosťJe veľmi presný, vďaka čomu je ideálny pre aplikácie, kde je presnosť dôležitá.
• RýchlosťDá sa rýchlo zozbierať, čo z neho robí nákladovo efektívnu možnosť pre rozsiahle mapovacie projekty.
• FlexibilitaMôže sa použiť na mapovanie rôznych prvkov vrátane prírodných aj umelo vytvorených objektov.
• 3D dátaJe to 3D, čo umožňuje presnejšie a detailnejšie zobrazenie zemského povrchu.

Topografické modelovanie je výkonný nástroj, ktorý možno použiť na vytváranie rôznych výstupov vrátane topografických máp, 3D modelov a dokonca aj zážitkov z virtuálnej reality. Ponúka množstvo výhod vrátane presnosti, vizualizácie, analýzy a komunikácie.