katedrakartografie, geoinformatiky a DPZ

Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta

Modelovanie DTM v GIS

Základné informácie o predmete

Ciele

  1. Získať praktické zručnosti v prostredí GRASS 6.4 a Surfer 9
  2. Vytvorenie DMR pomocou modelovacích funkcií
  3. Vyhodnotenie kvality DMR

Čas a miesto výučby

Prednášky/cvičenia: streda 13:10 - 14:50 v miestnosti G-16

Použitý softvér

  • GRASS 7.0.3
  • Surfer 9
  • Microsoft Office
  • OpenOffice

Názov a tézy cvičeniaPrezentácia k cvičeniamÚdaje k cvičeniam
Cvičenie 1: Oboznámenie sa s problematikou predmetu - 22.9.2016
tézy cvičenia:
  • uvedenie študentov do problematiky predmetu
  • zadefinovanie cieľa práce
  • určenie podmienok pre ukončenie predmetu
Cvičenie 2: Import a zobrazenie ASCII súboru - 29.9.2016prezentáciaúdaje
tézy cvičenia:
  • základná charakteristika užívateľského rozhrania GIS GRASS
  • nastavenie projektu
  • importovanie ASCII súboru
Cvičenie 3: Modelovacie funkcie - 5.10.2016prezentácia
tézy cvičenia:
  • Charakterizovanie súradnicového systému S-JTSK
  • Stručný prehľad interpolačných metód
  • Oboznámenie sa s modulom v.surf.rst
  • Charakterizovanie masky
  • Prvé výstupy z modelovacej funkcie v.surf.rst
Cvičenie 4: Hodnotenie kvality výsledného DMR - 12.10.2016prezentácia
tézy cvičenia:
  • cross-validation
  • výstupy z modulu v.surf.rst
  • Porovnanie hodnôt odchýlok z RMSE a CV
  • Proces segmentácie
  • Tvorba izočiar r.contour
Cvičenie 5: NVIZ a reklasifikovanie - 19.10.2016prezentáciaúdaje
tézy cvičenia:
  • tvorba a reklasifikácia sklonov a orientácií
  • charakteristika 3D view
  • zobrazenie údajov pomocou 3D view
Cvičenie 6: Modelovanie DMR a vyhodnotenie jeho kvality v prostredí Surfer 9 - 26.10.2016prezentácia
tézy cvičenia:
  • princíp fungovania nástroja IDRISI Explorer (správa údajových zdrojov, správa metaúdajov)
  • zoznámenie sa s ponukou geoštatistických nástrojov
  • analýza vnútornej priestorovej štruktúry vstupného DVBP pomocou povrchového a smerového semivariogramu
  • návrh variogramového modelu
  • návrh a optimalizácia (manuálna, automatická) predikčného modelu
  • tvorba DMR v závislosti na zadaných parametroch
  • získanie súboru odchýlok
  • vyhodnotenie kvality DMR pomocou RMSE (strednej kvadratickej chyby)
Cvičenie 7: Modelovanie DMR a vyhodnotenie kvality v prostredí Surfer 9 – 2.11.2016prezentáciaúdaje
tézy cvičenia:
  • Výhody a nevýhody opisnej a priestorovej štatistiky údajov
  • Vizualizácia DVBP
  • Analýza vnútornej priestorovej štruktúry vstupného DVBP
  • Rozdiely medzi experimentálnym a modelovým variogramom
  • Výber vhodnej aproximačnej funkcie
  • Úprava a optimalizácia hodnôt interpolačných váh
  • Detekcia prítomnosti anizotropie v údajoch
  • Úprava a optimalizácia hodnôt anizotropických vlastností variogramového modelu
  • Tvorba DMR v závislosti na zadaných parametroch
  • Získanie súboru odchýlok
  • Vyhodnotenie kvality DMR pomocou RMSE a intervalov spoľahlivosti priemeru
  • Export DMR do textového súboru
Cvičenie 8: Celkové formy georeliéfu a tvorba spádových kriviek - 9.11.2016prezentácia
tézy cvičenia:
  • Definovanie, tvorba a reklasifikovanie (Map Calculator) krivostí v moduly v.surf.rst
  • vynásobenie hodnôt buniek oboch krivostí v MapCalculator-e
  • Zobrazenie celkových foriem georeliéfu a reklasifikovanie jednotlivých hodnôt
  • Vyplnenie depresií v moduly r.fill.dir
  • Charakteristika jednotlivých parametrov v moduly r.flow a generovanie spádových kriviek
Cvičenie 9: GRASS - 1. a 2. parciálne derivácie a hľadanie lokálnych extrémov - 16.11.2016prezentácia
tézy cvičenia:
  • vyplnenie depresií výškového modelu v r.fill.dir
  • vytvorenie 1. a 2. parciálnych derivácií v moduly v.surf.rst
  • vytvorenie vektorovej vrstvy nulovej hodnoty 1. derivácie fx a fy
  • určenie extrémov(lokálne minimum/maximum) a inflexných bodov
Cvičenie 10: Opakovanie učiva - 23.11.2016prezentácia
tézy cvičenia:
  • Otázky a odpovede
  • Zadanie úlohy na skúšku

Ako nainštalovať GRASS pomocou inštalátora OSGeo4W

Inštalácia verzie GRASS 7.0.1-1

Hodnotenie

Na úspešné ukončenie predmetu je potrebná aktívna účasť na cvičeniach a prezentovanie dosiahnutých výsledkov


Prezentácia by mala obsahovať nasledujúce výstupy:

  • nepravidelné bodové pole
  • hodnota strednej kvadratickej chyby pri každom nastavení (RMSE)
  • reklasifikovaný výškový model s naloženými vrstevnicami
  • reklasifikovaná normálová krivosť v smere spádnice s naloženými vrstevnicami
  • reklasifikovaná normálová krivosť v smere dotyčnice k vrstevnici s naloženými spádnicami
  • celkové formy georeliéfu
  • reklasifikované sklony a orientácie
  • zobrazenie výškového modelu v NVIZ
  • 1. a 2. parciálne derivácie
  • určenie vrcholových a depresných bodov
  • nepravidelné bodové pole v Surferi
  • variogram a jeho charakteristiky
  • výsledok modelovania pomocou krigingu a jeho chyba
Vstupné údaje

Riešenie semestrálnej práce v Grasse, doplnené o Surfer

Ku všetkým výstupom treba doplniť pracovný postup (ako ste sa k tomu dopracovali) a každý odporezentovaný výstup musí
obsahovať mierku (buď numerickú alebo grafickú) a vysvetlivky.


Odporúčané pracovné prostredia: Grass 7.0.3 a Surfer 9

Termíny na skúšku

  • Dátum, hodina a miestnosť 1. termínu
  • Dátum, hodina a miestnosť 2. termínu
  • Dátum, hodina a miestnosť 3. termínu
  • Dátum, hodina a miestnosť 4. termínu
  • Dátum, hodina a miestnosť 5. termínu

Doplňujúce informačné zdroje

http://www.root.cz/serialy/geograficky-informacny-system-grass/ - Seriál GIS GRASS
https://grass.osgeo.org/grass70/manuals/index.html - manuál ku GRASS 7.0.5
https://grass.osgeo.org/download/software/ms-windows/#osgeo4w - inštalačný súbor GRASS 7.x pre OS Windows
IDRISI Andes Manual - geoštatistika v IDRISI Andes teoreticky (strany 281 - 286)
IDRISI Andes Tutorial - geoštatistika v IDRISI Andes prakticky (strany 168 - 183)
Variogram overview - prehľad základných typov variogramových modelov
Surfer User's Guide - užívateľská príručka Surfer 8.0 (kapitola 5)
Variogram Tutorial - geoštatistika v Surfer 8.0 prakticky
Point & Block Kriging - doplňujúci materiál k problematike krigingu (strana 120)

VyučujúciKontaktMiestnosť
doc. RNDr. Eva Mičietová, PhD.eva.micietova@fns.uniba.skG-437
Mgr. Vladimír Pelechpelechv@fns.uniba.skG-22