WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 |

1. Terrain Slope Производит вычисление наклона поверхности в каждом узле сетки. Получаемые значения – это угол, измеряемый в градусах, изменяющийся от 0 (горизонтальная поверхность) до (вертикальная). Для каждой конкретной точки поверхности наклон террейна определяется по направлению самого крутого спуска или подъёма (аспект террейна). Наклон террейна подобен первой дирекционной производной, но является более мощным инструментом, т. к. автоматически определяет направление наибольшего наклона.

2. Terrain Aspect Производит вычисление азимута направления «вниз» для наибольшего наклона (т. е. азимута падения) в каждом узле сетки. Это направление всегда перпендикулярно контурным линиям и точно противоположно направлению градиента. Значения аспекта террейна – это азимутальный угол, где 0 указывает на север, а 90 – на восток.

3. Profile Curvature Определяет степень изменения наклона поверхности в направлении градиента (против направления аспекта террейна) для каждого узла сетки. Профильная кривизна подобна второй дирекционной производной, но является более мощным инструментом, т. к. автоматически определяет направление наибольшего наклона. Отрицательные значения указывают ускорение потока воды, вылитой на поверхность. Положительные значения отмечают замедление потока воды.

4. Plan Curvature Отражает степень изменения угла аспекта террейна при рассмотрении его в горизонтальной плоскости и является мерой кривизны изолиний на контурной карте. Отрицательные значения отмечают расхождение потока воды на поверхности, а положительные – схождение потока.

5. Tangential Curvature Измеряет кривизну в отношении вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению градиента или перпендикулярной изолинии на контурной карте. Отрицательные и положительные значения означают то же, что и у плановой кривизны, но значения кривизны другие.

3. Differential and Integral Operators (Дифференциальный и интегральный операторы) Раздел включает Gradient Operator (Оператор Градиента), Laplacian Operator (Оператор Лапласа), Biharmonic Operator (Бигармонический оператор) и Integrated Volume (Интегральный Объём).

1. Gradient Operator Создаёт сетку со значениями наибольших наклонов (т. е. величин градиентов) в каждой точке поверхности. Это подобно наклону террейна, но оператор градиента даёт результат в тех же единицах измерения, что и исходная функция, а не в градусах. Кроме того, направление градиента противоположно наклону террейна. Оператор градиента равен нулю для горизонтальной плоскости и стремится к бесконечности для вертикальной.

2. Laplacian Operator Обеспечивает измерение степени накопления или разгрузки воды, вылитой на поверхность.

Положительные значения соответствуют областям накопления, а отрицательные – разгрузки.

Оператор обычно применяется для расчётов в тех областях, где величина локального потока пропорциональна локальному градиенту (например, в гидрогеологии, термодинамике, электродинамике).

3. Biharmonic Operator Используется для математического описания таких физических процессов, как изгиб плит и пластов, вязкий поток в пористой среде, функция напряжения для случая линейной упругости.

4. Integrated Volume Определяет аккумулятивный (с накоплением) объём при вычислении от юго-западного к северо-восточному углу сетки или её части произвольной формы.

4. Fourier and Spectral Analysis (Анализ Фурье и спектральный анализ) Коррелограммы (Correlogram) и периодограммы (Periodogram) используются во множестве областей, таких как: гидрология, гидрогеология, сельское хозяйство, лесное хозяйство, метеорология, экология и социология.

1. Correlogram Определяет пространственную структуру и пространственную корреляцию для сетки.

Коррелограмма показывает, насколько хорошо значения сетки коррелируются вдоль неё. Это позволяет выявить присущие поверхности тренды и дать меру её анизотропии. Коррелограмма симметрична: Z(x, y) = Z(-x, -y). Создаваемая сетка имеет такие же размеры, что и исходная, но оси представляют пространственные сдвиги между коррелируемыми узлами.

2. Periodogram Представляет собой декомпозицию поверхности на взвешенную сумму множества двумерных синусоид. Эта операция выявляет скрытую периодичность, которая не является очевидной при рассмотрении контурной карты исходной поверхности. При вычислении периодограмм Surfer использует двухмерное преобразование Фурье. Периодограмма симметрична: Z(x, y) = Z(-x, -y). Создаваемая сетка имеет такие же размеры, что и исходная, но оси представляют пространственные волновые числа, ассоциируемые с частотами гармоник преобразования Фурье.

Команда Grid/Calculus создаёт новый сеточный файл из генерируемых данных. Этот сеточный файл имеет такую же размерность, что и исходный. При вычислении численной производной для каждой точки используются формулы центральной разности, которые требуют значения с обеих сторон данной точки. Вследствие этого происходит бланкирование узкой полосы сетки вдоль её краёв.

Рис. IV.6. Диалоговое окно Grid Calculus (Сеточные исчисления) Для создания сеточного файла с помощью математического преобразования потребуется:

1. Выполнить команду Grid/Calculus. Появится диалоговое окно Open Grid (Открыть сеточный файл, рис. II.1.). Выбрать исходный сеточный файл. Щёлкнуть по кнопке.

Появится диалоговое окно Grid Calculus (Сеточные исчисления) (рис. IV.6).

2. В структуре иерархии видов исчислений выбрать пункт Directional Derivative/First Derivative (Дирекционная производная/Первая производная).

3. Установить дирекционный угол 90.

4.

В группе Output Grid File с помощью кнопки задать имя выходного сеточного файла.

6.

Щёлкнуть по кнопке. Сеточный файл будет создан.

Задание 23. Применение сеточных счислений (Трудоёмкость 4) 1) Произвести вычисления следующих функций математического счисления над сеточным файлом «Чёрное Море (Kriging).grd»: а) First Derivative (первая производная) по дирекционным углам 0 и 90; б) Second Derivative (вторая производная) по дирекционным углам 0 и 90; в) Terrain Slope (наклон террейна); г) Terrain Aspect (аспект террейна) и д) Profile Curvature (профильная кривизна).

2) Построить образные карты с цветовой шкалой по рассчитанным сеткам и включить каждую в оверлей с контурной картой без заливки, построенной по сеточному файлу «Чёрное Море (Kriging).grd».

3) Проанализировать полученные результаты. Выявить дополнительные особенности исходного поля, которые не были очевидными на простой карте.

IV.7. Бланкирование сетки Бланкирование – это удаления изолиний и (или) заливки из каких-то областей карты. Обычно это делается с целью скрыть от потребителя карты те её участки, которые нельзя показывать из-за их недостоверности или секретности. Такие скрываемые участки карты называются бланковыми.

При построении карт изолиний бланковые участки сеточного файла остаются пустыми. При построении графиков поверхностей бланковые участки отображаются как плоские горизонтальные области, уровень которых равен минимальному значению Z сеточного файла.

Команда Grid/Blank создает на основе имеющейся сетки новый сеточный файл, содержащий бланковые области, узлам которых присвоено специальное значение – код пробела, равный 1,70141e+038. Прежде чем выполнять команду Grid/Blank, необходимо создать бланкирующий [.BLN] файл (Golden Software blanking [.BLN] file). Бланкирующие файлы можно создать в окне рабочего листа или с помощью команды Map/Digitize в режиме плот-документа.

Бланкирующий файл – это простой текстовый файл, содержащий X, Yкоординаты границ бланковых областей. Отличие этого формата от формата «Golden Software Data (*.DAT)», обычно используемого для хранения XYZданных, заключается в том, что в первой строке бланкирующего файла содержится служебная информация. Необходимо определить два параметра: N и C. Здесь N – это число точек, описывающих границу бланковой области.

Таким образом, количество строк в бланкирующем файле должно быть N+1.

Параметр C может принимать одно из двух значений: значение «1» означает, что бланкирование будет применяться к области, находящейся внутри задаваемой границы; значение «–1» – соответственно, снаружи.

Рис. IV.7. Диалоговое окно Open (Открыть) при выборе бланкирующего файла На картах, построенных по сеточному файлу, содержащему бланковые области, изолинии усекаются не на границах этих областей, а на сторонах любой ячейки сетки, хотя бы один узел которой содержит код пробела. Следствием является зубчатость границы бланковой области. Этот эффект наиболее явно выражен при использовании грубых (редких) сетей.

Для создания сеточного файла, содержащего бланковые области, на основе уже имеющейся сетки потребуется:

1. Открыть плот-документ «Чёрное море.srf», содержащий карту-основу «BlackSea» (см. раздел III.1, с. 43).

2. Выделить карту-основу и выполнить команду Map/Digitize. Произвести оцифровку береговой линии Чёрного моря. Также надо учесть края карты (левый и нижний), ограничивающие море с запада и юга. О правилах оцифровки см. раздел III.2, с. 44.

3. Сохранить результат оцифровки в формате «Golden Software blanking [.BLN] file» под именем «Берег.bln».

4. Выполнить команду Grid/Blank. Появится диалоговое окно Open Grid (Открыть сеточный файл, рис. II.1.). Задать имя входного сеточного файла, который будет подвергаться бланкированию.

5.

Если щёлкнуть по кнопке, то появится стандартное диалоговое окно Open (Открыть) с установленным типом файлов Boundary Files (*.bln) (Граничные файлы) (рис. IV.7).

Открыть файл «Берег.bln».

6. Появится диалоговое окно Save Grid As, позволяющее задать имя выходному сеточному файлу. Ввести «Берег.grd». После щелчка по кнопке бланкирование будет выполнено.

7. Построить контурную карту с заливкой на основе полученного сеточного файла.

8. Дважды щёлкнуть по контурной карте и в диалоговом окне Map: Contours Properties (рис. II.3, с. 21) на вкладке General, в группе Blanked Regions (Бланковые области) определить цвета и стиль границы и заполнения этих областей.

Задание 24. Бланкирование карты (Трудоёмкость 2) 1) Оцифровать границы Чёрного моря: береговую линию, западный и южный края карты. Создать бланкирующий файл «Берег.bln».

2) Произвести бланкирование сеточного файла «Чёрное Море (Kriging).grd».

3) Создать новый плот-документ. Построить контурную карту с заливкой. При определении цветов границы и заливки бланковых областей воспользоваться табл. IV.1. Способ заливки Fill Pattern выбрать самостоятельно.

Таблица IV.Варианты для задания Вариант Цвет границы Цвет заливки 1 Yellow 50% Black 2 Green Black 3 Cyan Purple 4 Blue Magenta 5 White Red 6 50 % Black Yellow 7 Black Green 8 Purple Cyan 9 Magenta Blue 10 Red White IV.8. Построение линий профиля Линии профиля получаются при сечении поверхности вертикальным разрезом, проведенным вдоль заданной линии.

Команда Grid/Slice (Сечение) строит точки профиля, которые могут быть выведены на график с помощью программы MS Excel. Линия разреза берется из заданного файла типа «Golden Software blanking [.BLN] file».

Полученные значения точек профиля записываются в текстовый файл типа «Golden Software Data [*.DAT]» или в бланкирующий файл типа «Golden Software blanking [.BLN] file».

Каждая строка выходного текстового файла данных содержит информацию об одной точке профиля. Точка профиля – это точка пересечения линии разреза с сеточной линией.

Выходной текстовый DAT-файл состоит из пяти столбцов. Столбцы размещены в файле следующим образом:

1) Столбец A: X-координата точки пересечения линии разреза с сеточной линией;

2) Столбец B: Y-координата точки пересечения линии разреза с сеточной линией;

3) Столбец C: Z-значение в точке пересечения;

4) Столбец D: суммарное расстояние вдоль линии разреза (по горизонтали);

5) Столбец E: номер линии разреза (используется, когда в файле содержится более одной линии разреза).

Выходной текстовый BLN-файл содержит только первые 3 из этих столбцов.

При построении графика на основе полученных в результате работы команды Grid/Slice данных значения из столбца C используются как Y-координаты точек. В качестве X-координат можно использовать значения столбца A, столбца B или столбца D.

Если в качестве X-координат точек выбираются значения из столбца A, то двумерный • график будет проекцией трехмерной линии профиля на XZ-координатную плоскость Surfer.

Если в качестве X-координат точек выбираются значения из столбца B, то двумерный • график будет проекцией трехмерной линии профиля на YZ-координатную плоскость Surfer.

Если в качестве X-координат точек выбираются значения из столбца D, то абсцисса точки • двумерного графика будет равна суммарному расстоянию до этой точки вдоль линии разреза.

Для того чтобы создать файл данных, содержащий точки поперечного сечения, необходимо выполнить следующие действия.

1. Выберите команду Slice из меню Grid. На экране откроется панель диалога Open Grid (Откройте сеть). Задайте имя сеточного файла, который вы хотите использовать для построения линии профиля и щелкните по клавише OK.

2. В панели диалога Open File (Откройте файл) задайте blanking [.BLN] файл, определяющий линию разреза. Щелкните по клавише OK, и откроется панель диалога Grid Slice (Сечение Сети).

3. Если вы хотите записать точки профиля, вычисленные при выполнении команды Slice, в файл формата [.BLN], то щелкните по клавише Change (Изменить) в окне Output BLN File (Выходной BLN файл) и введите имя выходного [.BLN] файла. Это имя появится в окне Output BLN File.

4. Если вы хотите записать точки профиля, вычисленные при выполнении команды Slice, в ASCII файл данных, то щелкните по клавише Change (Изменить) в окне Output DAT File (Выходной DAT файл) и введите имя выходного ASCII файла данных. Это имя появится в окне Output DAT File.

Переключатель Clip outside grid (Обрезать за пределами сети) задает усечение постро• енного профиля до пределов исходного сеточного файла. Если ваш [.BLN] файл, определяющий линию разреза, выходит за пределы сети, то в случае, когда переключатель Clip outside grid включен, точки вне сети усекаются.

Переключатель Clip blanked areas (Исключить бланковые области) вырезает из постро• енного профиля точки, попадающие в бланковые области сеточного файла, используемого в операции Slice. Если какие-то участки вашего сеточного файла бланкированы (то есть входящие в них узлы имеют код пробела 1,70141e+038), то в случае, когда переключатель Clip blanked areas включен, точки профиля, попадающие в эти участки, не включаются в выходной файл.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.