GIS - analizy przestrzenne

Numeryczny Model Terenu i Dna – czym jest i jak go wykorzystywać?

November 8, 2018

Ukształtowanie powierzchni Ziemi ma duży wpływ między innymi na fizyczne oraz biologiczne procesy na niej zachodzące. Ukształtowanie powierzchni terenu ma pierwszorzędne oddziaływanie na wody płynące i opadowe, warunki klimatyczne czy dopływy promieniowania. Jednym z głównych źródeł informacji o kształcie powierzchni Ziemi jest mapa topograficzna zawierająca izobaty lub poziomice. W formie cyfrowej reprezentowana może być przez Numeryczny Model Terenu (NMT), który – w uproszczeniu – jest regularną lub nieregularną ‘siatką’ punktów o znanym położeniu (współrzędne XY) oraz wysokości (współrzędna Z).

NMT oprócz odtworzenia rzeźby terenu pozwala na analizy nachylenia terenu, jego ekspozycji, krzywizny planarnej i wertykalnej czy określenia topograficznego indeksu wilgotności. Ponadto umożliwia historyczną analizę porównawczą ukształtowania terenu oraz profili hipsometrycznych.

W Sweco Consulting w wielu projektach wykonywane są analizy w oparciu o NMT. Pozwalają one interpretować stan obecny interesującego nas obszaru, a także przewidywać możliwe scenariusze po dokonaniu przez nas projektowych zmian w ukształtowaniu terenu. Opisując wybrane przykłady  skupimy się na tym drugim przypadku.

Wybrane realizacje:

1. Tworzenie oraz przetwarzanie danych z pomiarów batymetrycznych w celu utworzenia mapy batymetrycznej oraz numerycznego modelu dna toru wodnego J. Dąbie w ramach kontraktu na usługi wsparcia technicznego zawartego z Państwowym Gospodarstwem Wodnym Wody Polskie RZGW w Szczecinie. Kontrakt wiąże się z wdrażaniem Projektu Ochrony Przeciwpowodziowej w Dorzeczu Odry i Wisły.

W ramach współfinansowanego przez Bank Światowy projektu wykonano analizę GIS polegającą na oszacowaniu objętości urobku, który powstanie podczas pogłębiania toru wodnego J. Dąbie. Od jego wielkości zależały lokalizacje i wielkość powierzchni składowania materiału.

Aby obliczyć wielkość urobku w m3 wypracowaliśmy poniższy schemat działania:

• Wykonanie numerycznego modelu dna jeziora na podstawie otrzymanych pomiarów batymetrycznych
• Wykonanie docelowego modelu dna toru wodnego z przekrojów otrzymanych od zespołu projektantów
• ‘Odjęcie’ od modelu docelowego, obecnego modelu dna zbiornika (tzw. algebra map)
• Wykonanie siatki wektorowej 1×1 m
• Przypisanie do każdego kwadratu siatki średniej wartości z pola w którym się znajduje
• Obliczenie dla każdego kwadratu urobku w m3 i zsumowanie całej siatki kwadratów
• Otrzymanie wynikowej mapy obszarów prac regulacyjnych wraz z wartościami liczbowymi

2. Budowa modelu 3D (TIN/Raster) projektowanych ostróg rzecznych na potrzeby modelowania węzła wodnego Odra – Warta w ramach kontraktu na usługi wsparcia technicznego zawartego z Państwowym Gospodarstwem Wodnym Wody Polskie RZGW w Szczecinie. Kontrakt wiąże się z wdrażaniem Projektu Ochrony Przeciwpowodziowej w Dorzeczu Odry i Wisły.

 

Na potrzeby wykonania modelowania hydraulicznego konieczne było wykonanie trójwymiarowego modelu projektowanych ostróg aby ocenić ich wpływ na samoregulację rzeki Odry oraz zoptymalizować parametry tych obiektów w taki sposób aby samoregulacja dna cieku (pogłębianie) odbywała się zgodnie z wytycznymi zawartymi w koncepcji. W celu zaimplementowania modeli 3D do aktualnego NMT wykorzystane zostały przekroje poprzeczne oraz podłużne ostróg.

 

Author
Patryk Nowicki - Specjalista / Konsultant GIS; patryk.nowicki@sweco.pl

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Name *

På sweco.se använder vi cookies för att webbplatsen ska fungera på ett bra sätt för dig. Vi lagrar ingen personlig data. Om du inte accepterar cookies kan du stänga av det via din webbläsare.