Ocena wpływu NMT o różnej rozdzielczości na dokładność pozyskiwania linii ciekowych

• Autorzy: Szczepaniak-Kołtun Z.

Identyfikatory

DOI

10.14681/afkit.2016.009

Warianty tytułu

EN

Assessment of DTM resolution influence on the accuracy of flow lines extraction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przedstawionych prac badawczych była ocena wpływu NMT o różnej rozdzielczości przestrzennej do ekstrakcji linii ciekowych. Przyjmuje się, że im oczko siatki jest mniejsze, tym model terenu bardziej wiernie oddaje rzeczywistość, a tym samym otrzymane dane (w tym przypadku linie spływu) będą dokładniejsze. Dysponując jednak ogromną ilością danych, które w znaczny sposób wpływają na obniżenie mocy obliczeniowej, należy zadać pytanie, czy można uzyskać równie dobre wyniki zmieniając wielkość oczka siatki, a tym samym zmniejszając rozdzielczość NMT. Do przeprowadzenia badań, mających na celu ocenę przydatności NMT, wykorzystano materiały zgromadzone w CODGiK pozyskane w ramach projektu ISOK. Jako dane źródłowe posłużyły pliki tekstowe w formacie ASCII (XYZ) zawierające wysokości punktów w regularnej siatce GRID o oczku 1m, które następnie zostały zgeneralizowane do siatek GRID o oczkach 2 m, 3 m, 4 m i 5 m. W kolejnym kroku, dla NMT o różnej rozdzielczości, wygenerowano linie ciekowe, które zostały poddane analizie. W celu określenia prawidłowości wyników, przebieg linii spływu został porównany z przebiegiem cieków uzyskanym w wyniku bezpośrednich pomiarów. Wybrano trzy pola testowe o różnej charakterystyce, które posłużyły do zrealizowania prac eksperymentalnych. Uzyskane wyniki pokazują, że największą porównywalność wytyczonych linii do rzeczywistego przebiegu cieku, otrzymano dla obszaru z wyraźnie zaznaczoną doliną rzeczną. Z kolei najtrudniejsze do analizy hydrologicznej (a tym samym do wytyczenia linii spływu) są tereny o płaskich, szerokich dolinach.

EN

The aim of the presented research was to evaluate the effect of ATM of different resolution to the extraction of drainage lines. It is assumed that the smaller the mesh opening is, the more accurately terrain model reflects the reality. Moreover, obtained data (here: flow lines) will be more accurate. However, disposal of a huge amount of data significantly influences the reduction of computational power. should be considered if by changing the size of the mesh and thereby reducing the resolution of DTM can be obtained equally good results. To conduct research which assess the suitability of DTM were used materials collected in CODGiK (Geodesic and Cartographic Documentation Center). Obtained under the project ISOK (IT system of the Country’s Protection Against Extreme Hazards). As the source of data were used text files in ASCII format, containing the height of points with a regular grid with resolution of 1 meter. Next, they were generalized to GRID with a mesh aperture of 1, 2, 3, 4 and 5 meters. In the next step drain lines were generated, which been the subject of analysis to DTM of different resolution. In order to define the accuracy of the results, the course of the flow lines was compared with the drainage lines obtained as a result of direct measurement. Three text Fields with different characteristic were used to present experimental works. The results show that the biggest similarity of delineated flow lines with the real course of drainage line, was obtained for the area of prominent river valley. However, areas of broad and flat valleys are the most difficult to hydrological analysis (and thereby to delineate flow lines).

Słowa kluczowe

PL

NMT; GRID; linie płynięcia; generalizacja; analiza hydrologiczna

EN

DTM; GRID; flow lines; generalization; hydrological analysis

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 28
• Strony: 115--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Szczepaniak-Kołtun Z.

• Katedra Geoinformatyki, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• Ai T., Li J., 2010. A DEM generalization by minor valley branch detection and grid filling, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 65, pp. 198-207.
• Bakuła K., 2011. Reduction of DTM obtained from LiDAR data for flood modelling, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 22, pp. 51-61.
• Bakuła K., 2014. Porównanie algorytmów ekstrakcji punktów istotnych w upraszczaniu numerycznych modeli terenu, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 26, pp. 11-21.
• Bakuła K., Olszewski R., Bujak Ł., Gnat M., Kietlińska E., Stankiewicz M., 2013. Generalizacja NMT w opracowaniu metodologii reprezentacji rzeźby terenu na mapach topograficznych, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 26, pp. 23-37.
• Costa-Cabral M., Burges S.J., 1994. Digital elevation model networks (DEMON): A model of flow over hillslopes for computation of contributing and dispersal areas, Water Resources Research, 30, pp. 1681-1692.
• Fairfield J., Leymarie P., 1991. Drainage networks from grid digital elevation model, Water Resources Research, 27(5), pp.709-717.
• Kochman M, Olszewski R., 2005. Wieloskalowe modelowanie rzeźby terenu, Polski Przegląd Kartograficzny, 37 (3), s. 171-184.
• Kondracki J., 2000. Geografia regionalna Polski, PWN, Warszawa.
• Kurczyński Z., 2012. Mapy zagrożenia powodziowego i mapy ryzyka powodziowego a dyrektywa powodziowa, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 23, pp. 209-217.
• O'Callaghan J.F., Mark D.M., 1984. The extraction of drainage networks from digital elevation data, Computer Vision, Graphics and Image Processing, 28, pp. 323-344.
• Quinn P.F., Beven K.J., Chevallier P., Planchon O., 1991. The prediction of hillslope flow paths for distributed hydrological modelling using digital terrain model, Hydrological Processes, 5, pp. 59-79.
• Urbański J., 2011. GIS w badaniach przyrodniczych, Wydawnictwo Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk.
• Vazquez R.F., Feyen J., 2007. Assessment of the effects of DEM gridding on the predictions of basin runoff using MIKE SHE and a modelling resolution of 600 m, Journal of Hydrology, 334, pp. 73-87.
• Vivoni, E.R., Ivanov, V.Y., Bras, R.L., Entekhabi, D., 2005. On theeffect of triangulated terrain resolution on distributed hydrologicmodeling, Hydrological Processes, 19 (11), pp. 2101–2122.
• Wise, S., 2000. Assessing the quality for hydrological applications of digital elevation models derived from contours. Hydrological Processes, 14, pp. 1909–1929.
• Wojskowy Instytut Geograficzny, 1946. Słownictwo Służby Geograficznej, Biblioteka Służby Geograficznej nr 19, Edynburg.
• Wolock, D.M., Price, C.V., 1994. Effects of digital elevation model map scale and data resolution on a topography-based watershed model, Water Resources Research, 30 (11), pp. 3041–3052.
• Zhou Q., Chen Y., 2011. Generalization of DEM for terrain analysis using a compound method. In: ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66, pp. 38-45.
• Zhou Q., Pilesjö P., Chen Y, 2011. Estimating surface flow paths on a digital elevation model using a triangular facet network, Water Resources Research, 47 (7), W07522.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)