Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі
Запропоновано підхід щодо використання сучасних систем комп'ютерної математики для моделювання елементів ландшафту, відтворюваних у цифровому виразі за картографічними даними та даними дистанційного зондування Землі. Обґрунтовано можливість застосування систем комп.ютерної математики для створе...
Gespeichert in:
Datum: | 2010 |
---|---|
Hauptverfasser: | , , |
Format: | Artikel |
Sprache: | Ukrainian |
Veröffentlicht: |
Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України
2010
|
Schriftenreihe: | Екологічна безпека та природокористування |
Schlagworte: | |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19410 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі / С.М. Андреев, О.С. Бутенко, В.А. Жилін // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2010. — Вип. 6. — С. 21-33. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-19410 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-194102013-02-13T02:55:53Z Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі Андреев, С.М. Бутенко, О.С. Жилін, В.А. Екологічна безпека Запропоновано підхід щодо використання сучасних систем комп'ютерної математики для моделювання елементів ландшафту, відтворюваних у цифровому виразі за картографічними даними та даними дистанційного зондування Землі. Обґрунтовано можливість застосування систем комп.ютерної математики для створення прогностичних моделей ландшафту земної поверхні, а також формування адаптивних цифрових карт геофізичних сфер. Предложен подход к применению современных систем компьютерной математики для моделирования элементов ландшафта по координатам, получаемым на основе дистанционного зондирования Земли и картографирования. Обоснована возможность использования систем компьютерной математики для создания прогностических моделей ландшафта земной поверхности и адаптивных цифровых карт геофизических сфер. The approach to application of modern systems of computer mathematics for modelling of units of a landscape on the co-ordinates received on the basis of remote sounding of the Earth and mapping is offered. Possibility of usage of systems of computer mathematics for creation прогностических models of a landscape of an earth surface and adaptive digital cards of geophysical spheres is proved. 2010 Article Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі / С.М. Андреев, О.С. Бутенко, В.А. Жилін // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2010. — Вип. 6. — С. 21-33. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. XXXX-0062 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19410 778.19 uk Екологічна безпека та природокористування Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Екологічна безпека Екологічна безпека |
spellingShingle |
Екологічна безпека Екологічна безпека Андреев, С.М. Бутенко, О.С. Жилін, В.А. Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі Екологічна безпека та природокористування |
description |
Запропоновано підхід щодо використання сучасних систем комп'ютерної математики для моделювання елементів ландшафту, відтворюваних у цифровому виразі за картографічними даними та даними дистанційного зондування Землі. Обґрунтовано можливість застосування систем комп.ютерної математики для створення прогностичних моделей ландшафту земної поверхні, а також формування адаптивних цифрових карт геофізичних сфер. |
format |
Article |
author |
Андреев, С.М. Бутенко, О.С. Жилін, В.А. |
author_facet |
Андреев, С.М. Бутенко, О.С. Жилін, В.А. |
author_sort |
Андреев, С.М. |
title |
Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі |
title_short |
Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі |
title_full |
Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі |
title_fullStr |
Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі |
title_full_unstemmed |
Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі |
title_sort |
сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі |
publisher |
Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України |
publishDate |
2010 |
topic_facet |
Екологічна безпека |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/19410 |
citation_txt |
Сучасні комп'ютерні технології цифрового моделювання елементів ланшафту за даними дистанційного зондування землі / С.М. Андреев, О.С. Бутенко, В.А. Жилін // Екологічна безпека та природокористування: Зб. наук. пр. — К., 2010. — Вип. 6. — С. 21-33. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
series |
Екологічна безпека та природокористування |
work_keys_str_mv |
AT andreevsm sučasníkompûternítehnologíícifrovogomodelûvannâelementívlanšaftuzadanimidistancíjnogozonduvannâzemlí AT butenkoos sučasníkompûternítehnologíícifrovogomodelûvannâelementívlanšaftuzadanimidistancíjnogozonduvannâzemlí AT žilínva sučasníkompûternítehnologíícifrovogomodelûvannâelementívlanšaftuzadanimidistancíjnogozonduvannâzemlí |
first_indexed |
2025-07-02T20:18:02Z |
last_indexed |
2025-07-02T20:18:02Z |
_version_ |
1836567738970013696 |
fulltext |
21
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
ÓÄÊ 778.19
ÑÓ×ÀÑÍI ÊÎÌÏ�ÞÒÅÐÍI ÒÅÕÍÎËÎÃI¯
ÖÈÔÐÎÂÎÃÎ ÌÎÄÅËÞÂÀÍÍß ÅËÅÌÅÍÒIÂ ËÀÍÄØÀÔÒÓ
ÇÀ ÄÀÍÈÌÈ ÄÈÑÒÀÍÖ²ÉÍÎÃÎ ÇÎÍÄÓÂÀÍÍß ÇÅÌ˲
Ñ.Ì. Àíäðººâ, êàíä. òåõí. íàóê, äîöåíò
(Íàö³îíàëüíèé àåðîêîñì³÷íèé óí³âåðñèòåò
³ì. Ì.Å. Æóêîâñüêîãî (ÕÀI)
Î.Ñ. Áóòåíêî, êàíä. òåõí. íàóê, äîöåíò,
(Íàö³îíàëüíèé àåðîêîñì³÷íèé óí³âåðñèòåò
³ì. Ì.Å. Æóêîâñüêîãî (ÕÀI)
Â.À. Æèë³í, êàíä. òåõí. íàóê, äîöåíò
(Óêðà¿íñüêà ³íæåíåðíî-ïåäàãîã³÷íà àêàäåì³ÿ)
Çàïðîïîíîâàíî ï³äõ³ä ùîäî âèêîðèñòàííÿ ñó÷àñíèõ ñèñòåì êîìï�þ-
òåðíî¿ ìàòåìàòèêè äëÿ ìîäåëþâàííÿ åëåìåíò³â ëàíäøàôòó, â³äòâî-
ðþâàíèõ ó öèôðîâîìó âèðàç³ çà êàðòîãðàô³÷íèìè äàíèìè òà äàíèìè
äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ Çåìë³. Îá´ðóíòîâàíî ìîæëèâ³ñòü çàñòîñó-
âàííÿ ñèñòåì êîìï�þòåðíî¿ ìàòåìàòèêè äëÿ ñòâîðåííÿ ïðîãíîñòè÷-
íèõ ìîäåëåé ëàíäøàôòó çåìíî¿ ïîâåðõí³, à òàêîæ ôîðìóâàííÿ àäàï-
òèâíèõ öèôðîâèõ êàðò ãåîô³çè÷íèõ ñôåð.
Ïðåäëîæåí ïîäõîä ê ïðèìåíåíèþ ñîâðåìåííûõ ñèñòåì êîìïüþòåð-
íîé ìàòåìàòèêè äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ýëåìåíòîâ ëàíäøàôòà ïî êîîð-
äèíàòàì, ïîëó÷àåìûì íà îñíîâå äèñòàíöèîííîãî çîíäèðîâàíèÿ Çåìëè
è êàðòîãðàôèðîâàíèÿ. Îáîñíîâàíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ñèñ-
òåì êîìïüþòåðíîé ìàòåìàòèêè äëÿ ñîçäàíèÿ ïðîãíîñòè÷åñêèõ ìîäå-
ëåé ëàíäøàôòà çåìíîé ïîâåðõíîñòè è àäàïòèâíûõ öèôðîâûõ êàðò
ãåîôèçè÷åñêèõ ñôåð.
The approach to application of modern systems of computer mathematics
for modelling of units of a landscape on the co-ordinates received on the
basis of remote sounding of the Earth and mapping is offered. Possibility of
usage of systems of computer mathematics for creation ïðîãíîñòè÷åñêèõ
models of a landscape of an earth surface and adaptive digital cards of
geophysical spheres is proved.
Ñ.Ì. Àíäðººâ, Î.Ñ. Áóòåíêî, Â.À. Æèë³í, 2010
22
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
Ó òåïåð³øí³é ÷àñ òðàäèö³éíî òðèâຠòà íàáóâຠâñåá³÷íîãî
ðîçâèòêó çàïðîâàäæåíà íà ïî÷àòêó XXI ñòîë³òòÿ òåíäåíö³ÿ ïåðå-
õîäó ñèñòåì äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ Çåìë³ â³éñüêîâîãî òà öè-
â³ëüíîãî ïðèçíà÷åííÿ äî öèôðîâèõ çàñîá³â îòðèìàííÿ, îáðîáêè òà
íàêîïè÷åííÿ ãåî³íôîðìàö³éíèõ äàíèõ [1�3]. Êð³ì òîãî, ðîçãàëó-
æåíî âïðîâàäæóþòüñÿ êîìï�þòåðí³ òåõíîëî㳿 ñòâîðåííÿ öèôðîâèõ
ìîäåëåé òà çàñîá³â êàðòîãðàô³÷íîãî äîêóìåíòóâàííÿ ãåîô³çè÷íèõ
ñôåð Çåìë³ (³ âçàãàë³, ïëàíåòàðíèõ ò³ë Ñîíÿ÷íî¿ ñèñòåìè).
Ñàìå òîìó àêòóàëüíîþ º çàäà÷à âèçíà÷åííÿ ïðèéíÿòíèõ ï³äõîä³â
ùîäî âèêîðèñòàííÿ íàéá³ëüø åôåêòèâíèõ ³ äîñòàòíüî àïðîáîâàíèõ
àëãîðèòì³÷íèõ ³ ïðîãðàìíèõ çàñîá³â ç ìåòîþ ñòâîðåííÿ íåîáõ³äíèõ
êîìï�þòåðíèõ ìîäåëåé äëÿ îáðîáêè òà äîêóìåíòóâàííÿ äàíèõ
äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ òà ñïîñòåðåæåííÿ Çåìë³.
Çâàæàþ÷è íà ïåâíèé äîñâ³ä ëþäñòâà ùîäî ñòâîðåííÿ ïðîãðàì-
íèõ ïðîäóêò³â ³ç çàçíà÷åíî¿ ìåòè ³ íàÿâí³ñòü òàêî¿ ïðîäóêö³¿ äëÿ
áåçïîñåðåäíüîãî âèêîðèñòàííÿ â ³íòåðåñàõ Óêðà¿íè, íå ìîæíà íå
â³äçíà÷èòè äîñòàòíüî âèñîêèé ð³âåíü âàðòîñò³ ïðîãðàìíîãî çàáåç-
ïå÷åííÿ çàêîðäîííîãî âèðîáíèöòâà, áåçïåðå÷í³, ö³ëêîì ïðèðîäí³,
éîãî ïåâí³ íåäîë³êè, à çâ³äñè � íàãàëüíó ïîòðåáó ó ñòâîðåíí³
âëàñíèõ íàö³îíàëüíèõ ïðîãðàìíèõ ïàêåò³â äëÿ çàáåçïå÷åííÿ ïîòðåá
ó âèð³øåíí³ çàâäàíü äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ Çåìë³.
Ó çâ�ÿçêó ç öèì, òðåáà íàéá³ëüø óâàæíî ñòàâèòèñü äî âèâ÷åííÿ
ìîæëèâîñòåé ñó÷àñíèõ ñèñòåì êîìï�þòåðíî¿ ìàòåìàòèêè (ÑÊÌ):
Mathematica, Maple, Derive, MathCAD, MATLAB.
Êîæíà ç íàéá³ëüø ðîçâèíåíèõ íà òåïåð³øí³é ÷àñ ÑÊÌ º
óí³êàëüíîþ, à ñàìå - ìຠâëàñíèé ³íòåðôåéñ äëÿ ñï³ëêóâàííÿ ç
êîðèñòóâà÷åì, çíà÷íî âåëèê³ íàáîðè ìàòåìàòè÷íèõ ôóíêö³é, àëãî-
ðèòì³â òà ìåòîä³â ð³øåííÿ ìàòåìàòè÷íèõ çàäà÷. Ïðîòå, íåçâàæàþ÷è
íà äåùî ñëàáêó «ñèìâîëüíó ìàòåìàòèêó», íà òåïåð³øí³é ÷àñ íàéá³ëüø
àäàïòîâàíîþ ³ àïðîáîâàíîþ äëÿ ð³øåííÿ çàäà÷ àíàë³çó, ñèíòåçó,
ìîäåëþâàííÿ ñèñòåì ³ ïëàíóâàííÿ åêñïåðèìåíòó ìîæíà ´ðóíòîâíî
ââàæàòè ÑÊÌ MATLAB ðîçðîáêè êîìïàí³¿ MathWorks (ÑØÀ). Äî
òîãî æ öÿ ñèñòåìà º äîñòóïíîþ íà ðèíêó êîìï�þòåðíèõ ïîñëóã
³, ÿê áóäå ïîêàçàíî íèæ÷å, äëÿ ð³øåííÿ ïåâíèõ çàäà÷ òðèâèì³ð-
íîãî ìîäåëþâàííÿ ïîâåðõîíü, íå ïîòðåáóº çàêóï³âë³ äîäàòêîâèõ,
òàê çâàíèõ ïðîãðàìíèõ ðîçøèðåíü MATLAB [4�5].
Îòæå, íà ïðàêòèö³ äëÿ ìîäåëþâàííÿ ïîâåðõí³, ùî º ôóíêö³ºþ
âèñîò â³ä ïëàíîâîãî ïîëîæåííÿ òî÷êè, âèêîðèñòîâóþòüñÿ äâà
23
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
îñíîâíèõ âèäè ñòðóêòóð � ðåãóëÿðíà (ð³âíîì³ðíà ïðÿìîêóòíà) òà
íåðåãóëÿðíà (òðèàíãóëÿö³éíà) ñ³òêè (ðèñ. 1) [6].
Ðèñ. 1. Òðèàíãóëÿö³éíà ìîäåëü ôðàãìåíòó ïîâåðõí³ Çåìë³
Îñíîâíèì íåäîë³êîì ðåãóëÿðíî¿ ñ³òêè º ãðîì³çäê³ñòü ïîäàí-
íÿ äàíèõ. Ðåàëüí³ îá�ºêòè äëÿ äîñòàòíüî äåòàëüíîãî ïîäàííÿ
ïîòðåáóþòü çíà÷íîãî ìàñèâó äàíèõ. Òîìó º íåîáõ³äí³ñòü îáèðàòè
ì³æ òî÷í³ñòþ ïîäàííÿ (ðîçì³ðîì êîì³ðêè) òà ðîçì³ðîì òåðèòîð³¿,
ùî îõîïëþºòüñÿ.
 òðèàíãóëÿö³éí³é ìîäåë³ ÿê³ñòü àïðîêñèìàö³¿ çíà÷íî âèùå,
í³æ ó ðåãóëÿðí³é. Ïðîòå ñóòòºâî çðîñòຠñêëàäí³ñòü àëãîðèòì³â
îáðîáêè [6]. Òîìó â äàí³é ðîáîò³ ðîçãëÿíóòî ìîäåëþâàííÿ ïî-
âåðõí³ Çåìë³ ³ç âèêîðèñòàííÿì ð³âíîì³ðíî¿ ïðÿìîêóòíî¿ ñòðóêòóðè,
çâàæàþ÷è íà ñòàá³ëüí³ñòü ð³âíÿ çðîñòàííÿ ïðîäóêòèâíîñò³ îá÷èñ-
ëþâàëüíèõ çàñîá³â (ùî çíà÷íî êîìïåíñóº òðóäîâèòðàòè íà ìîäå-
ëþâàííÿ), à òàêîæ íà ìîæëèâ³ñòü ïðîãðàìóâàííÿ ôóíêö³¿ ðîçâèòêó
(ïðîãíîçó) ïîâåä³íêè áóäü-ÿêî¿ òî÷êè ð³âíîì³ðíî¿ ïðÿìîêóòíî¿
ìîäåë³ ëàíäøàôòó.
ϳä ÷àñ ïîáóäóâàííÿ ìîäåë³ ðåëüºôó íà ïðàêòèö³ º òàê³ âèäè
âèõ³äíèõ äàíèõ [6]:
1. Òðèâèì³ðí³ òî÷êè íà ïîâåðõí³ (âèñîòí³ â³äì³òêè íà êàðò³).
2. Ñòðóêòóðí³ ë³í³¿ ðåëüºôó � ë³í³¿, âçäîâæ ÿêèõ ìຠì³ñöå
ïîðóøåíà ãëàäê³ñòü ïîâåðõí³ (ë³í³¿ îáðèâ³â, ìåæ³ ð³÷îê, ñòðóìêè,
ã³ðñüê³ õðåáö³, ìåæ³ øòó÷íèõ ñïîðóä, òîùî).
24
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
3. Içîë³í³¿ � ë³í³¿ îäíîãî ð³âíÿ, âçäîâæ ÿêèõ ïîâåðõíÿ º ãëàäêîþ.
4. Ãîðèçîíòàëüí³ ïëàòî � ðåã³îíè, ùî ó íèõ âèñîòà ïîâåðõí³
óñþäè îäíàêîâà (îçåðà).
5. Îáëàñò³ ³íòåðåñ³â � ðåã³îíè, ïîçà ÿêèìè ³íôîðìàö³ÿ íåâ³äî-
ìà àáî íå ö³êàâèòü êîðèñòóâà÷à.
Íà ïðàêòèö³ ìîäåëü ðåëüºôó çàñòîñîâóºòüñÿ ñóì³ñíî ç ³íøèìè
äàíèìè ïðî ì³ñöåâ³ñòü, òàêèìè ÿê ðîçì³ùåííÿ ð³÷îê, ë³ñ³â, äîð³ã,
äîì³â, òîùî. Çâè÷àéíî, äîðå÷íî ð³çíèìè êîëüîðàìè â³äçíà÷àòè
åëåìåíòè ìîäåë³ ëàíäøàôòó ó çàëåæíîñò³ â³ä òîãî, ÷è íàëåæàòü
âîíè äî äîðîãè, ïîëÿ, ë³ñó òà ³í.
Ìåòîþ äàíî¿ ðîáîòè º ïðåäìåòíà ïîñòàíîâêà çàäà÷³ ìîäåëþâàí-
íÿ ëàíäøàôòó, ó òîìó ÷èñë³ ³ ïðîñòîðîâèìè êðèâèìè, ùî ¿õ
ïîáóäîâó òà çáåðåæåííÿ ó âèãëÿä³ ÷èñëîâèõ ìàñèâ³â êîîðäèíàò
ïðîïîíóºòüñÿ âèêîíóâàòè çàñîáàìè ÑÊÌ MATLAB.
Ïðèêëàä ïîáóäîâè ã³ðñüêîãî åëåìåíòó ëàíäøàôòó ó ñåðåäîâèù³
ÑÊÌ MATLAB ó ñïðîùåíîìó âèãëÿä³ (çàä³ÿí³ òðè ñòðóêòóðí³ ë³í³¿
ðåëüºôó) íàâåäåíî íà ðèñ. 2. Ïðîãðàìíèé script-êîä MATLAB äëÿ
ïîáóäîâè íàâåäåíèõ ë³í³é ìຠäîñòàòíüî ïðîñòèé çì³ñò, ùî íå
ñòàíîâèòü àëãîðèòì³÷íî¿ ñêëàäíîñò³ ó ïîð³âíÿíí³ ç òðèàíãóëÿö³é-
íèìè [6] ìîäåëÿìè:
>> X=[0,0.5,2,2.7,3,2.5,3,3.5,4,4.5,5];
>> Y=[-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5];
>> Z=[-50,-48,-16,-4,-1,0,1,4,16,48,50];
>> X1=[-10,-9,-8,-7,-5,-3,-2,-0.5,1,3,5];
>> Y1=[0,0.5,0.7,0.9,1.5,2.5,3.5,4.5,4.7,4.8,5];
>> Z1=[-50,-48,-16,-4,-1,0,1,4,16,48,50];
>> X2=[-7,-6.5,-5,-4.5,-3,-1.5,-0.5,0.5,1,3,5];
>> Y2=[-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5];
>> Z2=[-50,-32,-16,-4,-1,0,1,4,16,48,50];
>> plot3(X,Y,Z,X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2)
>> grid on.
Ó íàâåäåíîìó ïðèêëàä³ (ðèñ. 2) êîæíó òî÷êó ìîäåë³, â³äïîâ³äíî
äèñêðåòèçàö³¿ ó ïëîùèí³ XY òà êâàíòóâàííþ ïî âèñîò³ Z, ìîæå
áóòè çàâäàíî çà âèì³ðÿíèìè ïàðàìåòðàìè ëàíäøàôòó, òîáòî ìàºòü-
ñÿ íà óâàç³, ùî âõ³äíèìè äàíèìè äëÿ ïîáóäîâè êîìï�þòåðíîãî
îáðàçó åëåìåíòó ëàíäøàôòó ìàþòü áóòè äàí³ ç òîïîãðàô³÷íèõ êàðò,
àáî äàí³ áåçïîñåðåäíüîãî äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ Çåìë³ ³ñíóþ-
÷èìè òåõí³÷íèìè çàñîáàìè âèì³ðþâàííÿ ïàðàìåòð³â ðåëüºôó.
25
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Ïðè öüîìó, âðàõîâóþ÷è îð³ºíòîâàí³ñòü ÑÊÌ MATLAB íà
ìàòðè÷í³ ìàòåìàòè÷í³ îïåðàö³¿, âî÷åâèäü íå º òðóäîì³ñòêîþ ïåðå-
áóäîâà íàâåäåíîãî ïðîãðàìíîãî êîäó òàêèì ÷èíîì, ùî êîæíà òî÷êà
â ìîäåë³ ë³í³¿ ðåëüºôó ìîæå áóòè çàäàíà íå êîíñòàíòîþ, à ôóíê-
ö³ºþ, ÿêà â³äîáðàæóº ïåâíó ïîâåä³íêó ó ÷àñ³ ³ ïåðåäáà÷ຠìîæ-
ëèâ³ñòü çàñòîñóâàííÿ ïðîãíîñòè÷íèõ ìîäåëåé.
Íà ðèñ. 3 íàâåäåíî ïðèêëàä ìîäåëþâàííÿ ë³í³éíî¿, à íà ðèñ. 4 —
íåë³í³éíî¿ òðàíñôîðìàö³¿ ñïðîùåíî¿ ìîäåë³ ã³ðñüêîãî åëåìåíòó
ëàíäøàôòó (çàä³ÿí³ òðè ñòðóêòóðí³ ë³í³¿ ðåëüºôó), ïðè öüîìó
âî÷åâèäü ïðîñòîòà òà íåâåëèêèé îáñÿã script- òà m-ôàéë³â, ùî ¿õ
ïîòðåáóº ñèñòåìà MATLAB äëÿ ðåàë³çàö³¿ äàíî¿ ìîäåë³:
Script-file for Command Window
>> X=[0,0.5,2,2.7,3,2.5,3,3.5,4,4.5,5];
>> Y=[-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5];
>> Z=[-50,-48,-16,-4,-1,0,1,4,16,48,50];
>> X1=[-10,-9,-8,-7,-5,-3,-2,-0.5,1,3,5];
>> Y1=[0,0.5,0.7,0.9,1.5,2.5,3.5,4.5,4.7,4.8,5];
>> Z1=[-50,-48,-16,-4,-1,0,1,4,16,48,50];
>> X2=[-7,-6.5,-5,-4.5,-3,-1.5,-0.5,0.5,1,3,5];Y2=[-5,-4,-3,-2,-
1,0,1,2,3,4,5];
Ðèñ. 2. Ìîäåëü ôðàãìåíòó ã³ðñüêîãî ëàíäøàôòó, çìîäåëüîâàíà òðüîìà
ñòðóêòóðíèìè ë³í³ÿìè ðåëüºôó ³ç âèêîðèñòàííÿì ÑÊÌ MATLAB.
-10
-5
0
5
-5
0
5
-50
0
50
26
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
>> Y2=[-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5];Z2=[-50,-32,-16,-4,-
1,0,1,4,16,48,50];
>> Z2=[-50,-32,-16,-4,-1,0,1,4,16,48,50];
>> plot3(X,Y,Z,X1,Y1,Z1,X2,Y2,Z2)
>> grid on
>> Z_2=sinoptic_2(Z,5);
>> Z1_2=sinoptic_2(Z1,5);
>> Z2_2=sinoptic_2(Z2,5);
>> hold on
>> plot3(X,Y,Z_2,X1,Y1,Z1_2,X2,Y2,Z2_2)
m-file
function ZZ=sinoptic_2(X,n)
q=n;
for i=1:q ZZ=X+10*i; ZZ1(i,:)=ZZ; end;
ZZ=ZZ1.
Ñë³ä çàçíà÷èòè, ùî êîîðäèíàòè òî÷îê ñòðóêòóðíèõ ë³í³é ðåëüºôó
â ìåæàõ çàïðîïîíîâàíèõ script-file MATLAB ìîæóòü áóòè çàâäàí³ ÿê
ìàòðèö³ äàíèõ (êàðòîãðàô³÷íèõ àáî âèì³ðÿíèõ), òàê ³ ÿê ôóíêö³¿, ùî
çì³ñòîâíî ïðåäñòàâëÿþòü àíàë³òè÷íèé îïèñ ë³í³é ðåëüºôó, ÷è, íàâ³òü,
îïèñ ïîâåðõí³ ðåëüºôó, òîáòî òðèâèì³ðíó ôóíêö³þ çàëåæíîñò³ êâàí-
òîâàíèõ çà êîîðäèíàòîþ Z âåëè÷èí âèñîòè ðåëüºôó â³ä äèñêðåòíî
çàâäàíèõ âåëè÷èí ïëàñêèõ ãåîãðàô³÷íèõ êîîðäèíàò X òà Y.
Äëÿ áóäü-ÿêîãî ç îïèñàíèõ âàð³àíò³â âèêîðèñòàííÿ ñèñòåìà
MATLAB çàáåçïå÷óº ìîæëèâ³ñòü ìîäåëüíîãî â³äòâîðåííÿ òà çàâ-
äàíîãî òðàíñôîðìóâàííÿ ïîâåðõîíü ðåëüºôó. Ïðè öüîìó çà äîïî-
ìîãîþ ñòàíäàðòíèõ âáóäîâàíèõ MATLAB-ôóíêö³é ìîæíà ðåàë³çó-
âàòè êîëüîðîâó â³äì³òêó âåëè÷èí ð³âíÿ âèñîò, òî÷êîâó ³íäèêàö³þ
êîîðäèíàò áóäü-ÿêî¿ òî÷êè ïîâåðõí³ ³ç âèêîðèñòàííÿì ìàí³ïóëÿ-
òîðà «ìèøà», à òàêîæ òîíîâ³ êîíòóðí³ ë³í³¿ ïðîåêö³é ïåðåòèí³â
ïîâåðõí³ ëàíäøàôòó, ùî ìîäåëþºòüñÿ (ðèñ. 5).
Íà ðèñ. 6 íàâåäåíî ïðèêëàäè ð³çíîìàí³òíèõ ìîæëèâèõ ðåàë³-
çàö³é â³çóàëüíî¿ òðüîõâèì³ðíî¿ ìîäåë³ ôðàãìåíòó ëàíäøàôòíî¿
ïîâåðõí³ ³ç âèêîðèñòàííÿì ÑÊÌ MATLAB. Îêðåìî ñë³ä çàçíà÷è-
òè, ùî íàâåäåíà òðèâèì³ðíà ïîâåðõíåâà ìîäåëü çàáåçïå÷óº, ÿê ³
ó ïðèêëàäàõ ìîäåëåé, ùî áóäóþòüñÿ ç ïðîñòîðîâèõ ë³í³é, ïîáóäîâó
â³ðòóàëüíîãî ðåëüºôó ³ç âèêîðèñòàííÿì àáî äèñêðåòíèõ (êâàíòî-
27
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Ð
èñ
.
3.
Á
àã
àò
îð
àç
îâ
à
(5
ò
è )
ë
³í
³é
íà
ò
ðà
íñ
ô
îð
ì
àö
³ÿ
ì
îä
åë
³
ô
ðà
ãì
åí
ò
ó
ã³
ðñ
üê
îã
î
ëà
íä
ø
àô
ò
ó.
-1
0
-5
0
5
-5
0
5
-5
00
5
0
1
0
0
-1
0
-5
0
5
-5
0
5
-1
0
0
-5
00
5
0
28
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
-1
0
-5
0
5
-5
0
5-4-2024
x
1
0
8
-1
0
-5
0
5
-5
0
5
-5
00
5
0
Ð
èñ
.
4.
Á
àã
àò
îð
àç
îâ
à
(5
ò
è )
í
åë
³í
³é
íà
ò
ðà
íñ
ô
îð
ì
àö
³ÿ
ì
îä
åë
³
ô
ðà
ãì
åí
ò
ó
ã³
ðñ
üê
îã
î
ëà
íä
ø
àô
ò
ó.
29
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
-6
-4
-2
0
2
4
6
-10
-5
0
5
10
0
2
4
6
X: 3.043
Y: 1.613
Z: 4.019
0
1
2
3
4
5
6
Ðèñ. 5. Òðèâèì³ðíà ìîäåëü ëàíäøàôòíî¿ ïîâåðõí³
ç êîëüîðîâîþ ³íäèêàö³ºþ ð³âíÿ âèñîò òà ïðîåêö³é ïåðåòèí³â.
âàíèõ) ìàñèâ³â äàíèõ ïðî êîîðäèíàòè ïðîñòîðîâèõ òî÷îê (ë³í³é),
àáî ôóíêö³é (ÿêùî òàê³ â³äîì³, ïîáóäîâàí³), ùî â³äòâîðþþòü
(àïðîêñèìóþòü) ëàíäøàôòí³ åëåìåíòè. Îòæå, êîìïëåêñóâàííÿ
ïðîñòèõ òà íå ãðîì³çäêèõ script-ôàéë³â MATLAB ³ç â³äïîâ³äíèìè
m-ôàéëàìè, ùî çà ñóòòþ º ôóíêö³ÿìè êîðèñòóâà÷à (ðîçðîáíèêà)
ëàíäøàôòíî¿ ìîäåë³, â ö³ëîìó äຠçìîãó ìîäåëþâàòè ãåîô³çè÷í³
ñôåðè Çåìë³ ç óðàõóâàííÿì äèíàì³êè ðîçâèòêó ó ÷àñ³.
Íàïðèêëàä, script- òà m-ôàéë MATLAB-ñöåíàð³þ äëÿ ï�ÿòè-
êðîêîâî¿ íåë³í³éíî¿ òðàíñôîðìàö³¿ ðåëüºôíî¿ ìîäåë³, íàâåäåíî¿ íà ðèñ. 6,
ìຠäîñòàòíüî åêîíîì³÷íèé îáñÿã ùîäî íåîáõ³äíèõ îá�ºì³â åëåêòðîííî¿
ïàì�ÿò³ äëÿ çáåð³ãàííÿ òà ïðîöåñîðíèõ ðåñóðñ³â äëÿ îá÷èñëþâàííÿ:
Script�file for Command Window
>> [X,Y]=meshgrid([-6,-5.55,-4.7,-3.9,-2.1,-
1.3,0,1.1,1.9,2.4,3.5,4.7,6]);
>> Z=sin(X)./(X.^2+Y.^2+0.3)
Z = 0.0039 0.0100 0.0171 0.0134 -0.0212 -0.0254
0 0.0238 0.0237 0.0161 -0.0072 -0.0171 ...
>> [Z1,Z2,Z3,Z4,Z5]=sinoptic_2_2s(Z,5)
30
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
-6
-4
-2
0
2
4
6
-6
-4
-2
0
2
4
6
-0.5
0
0.5
1
X: 3.236
Y: 2.945
Z: 0.001665
-6 -4 -2 0 2 4 6
-10
-5
0
5
10
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
X: 1.537
Y: 0
Z: -1
X: 1.1
Y: 0
Z: 0.5902
Ðèñ. 6. Âàð³àíòè ðåàë³çàö³¿ òðèâèì³ðíî¿ ìîäåë³ ëàíäøàôòíî¿ ïîâåðõí³
ç êîëüîðîâîþ ³íäèêàö³ºþ ð³âíÿ âèñîò ³ ïðîåêö³é ïåðåòèí³â òà òî÷êîâîþ
³íäèêàö³ºþ êîîðäèíàò
31
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Z1 = 9.9614 9.9003 9.8288 9.8665 10.2120 10.2536
10.0000 9.7624 9.7629 9.8394 10.0723 10.0386 ...
Z2 = 3.9807 3.9501 3.9144 3.9332 4.1060 4.1268
4.0000 3.8812 3.8814 3.9197 4.0361 4.0856 ...
Z3 = 26.9807 26.9501 26.9144 26.9332 27.1060 27.1268
27.0000 26.8812 26.8814 26.9197 27.0361 ...
Z4 = 255.9807 255.9501 255.9144 255.9332 256.1060 256.1268
256.0000 255.8812 255.8814 255.9197 ...
Z5 =
1.0e+003 *
3.1250 3.1250 3.1249 3.1249 3.1251 3.1251 3.1250
3.1249 3.1249 3.1249 3.1250 3.1251 ...
>> mesh(X,Y,Z)
>> hold on
>> mesh(X,Y,Z2)
m-file
function [Z1,Z2,Z3,Z4,Z5]=sinoptic_2_2s(X,n)
q=n;
for i=1:q-(q-1) zz1=-10.*X+10.*i.^i; end;
for i=1:q-(q-2) zz2=-5.*X+i.^i; end;
for i=1:q-(q-3) zz3=-5.*X+i.^i; end;
for i=1:q-(q-4) zz4=-5.*X+i.^i; end;
for i=1:q-(q-5) zz5=-5.*X+i.^i; end;
Z1=zz1;Z2=zz2;Z3=zz3;Z4=zz4;Z5=zz5 .
Íà ðèñ. 7 íàâåäåíî ãðàô³÷íå â³äîáðàæåííÿ çàçíà÷åíèõ çðàç-
êîâèõ (íàéïðîñò³øèõ íåë³í³éíèõ ï’ÿòè-êðîêîâèõ) ôóíêö³îíàëüíèõ
òðàíñôîðìàö³é. Ïðè öüîìó çàñîáè â³çóàë³çàö³¿ îá÷èñëåíü MATLAB
äîçâîëÿþòü â³äòâîðþâàòè ³êîí³÷íå çîáðàæåííÿ çì³íþâàííÿ ìîäå-
ëüîâàíî¿ ëàíäøàôòíî¿ ïîâåðõí³ ó òðèâèì³ðíèõ êîíñòðóêö³ÿõ ç
êîíòóðíèõ ë³í³é òà ïîâåðõíåâèõ ïëîùèííèõ åëåìåíò³â.
Çðîçóì³ëî, ùî ó ðàç³ çàâäàííÿ â m-ôàéë³ MATLAB â³äïîâ³äíî
ñêëàäíî¿ ôóíêö³îíàëüíî¿ ìîäåë³ ðåëüºôíèõ çì³íþâàíü çàâäàíîãî
ôðàãìåíòó ë³òîñôåðè, ñêëàäí³ñòü ïðîãðàìíîãî êîäó, ùî âèçíà-
÷àºòüñÿ âèìîãàìè êîðèñòóâà÷à ñàìå äî m-ôàéëó, çíà÷íî çðîñòå ³
ïðèðîäíî âèñóâàòèìóòüñÿ á³ëüø êðèòè÷í³ âèìîãè äî ïðîäóêòèâ-
íîñò³ îá÷èñëþâàëüíèõ çàñîá³â.
32
Åêîëîã³÷íà áåçïåêà òà ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿ
-6
-4
-2
0
2
4
6
-1
0
0
1
0
-101234567
-6
-4
-2
0
2
4
6
-6
-4
-2
0
2
4
6-101234567
Ð
èñ
.
7.
Â
³ç
óà
ëü
íà
ð
åà
ë³
çà
ö³
ÿ
ô
óí
êö
³î
íà
ëü
íî
ç
àï
ðî
ãð
àì
îâ
àí
îã
î
çì
³í
þ
âà
íí
ÿ
ò
ðè
âè
ì
³ð
íî
¿
ì
îä
åë
³
ëà
íä
ø
àô
ò
íî
¿
ïî
âå
ðõ
í³
ç
ê
îë
üî
ðî
âî
þ
³
íä
èê
àö
³º
þ
ð
³â
íÿ
â
èñ
îò
33
ÏðåðîìàíòèçìÐîçä³ë 1. Åêîëîã³÷íà áåçïåêà
Òèì íå ìåíø, çàïðîïîíîâàíèé ï³äõ³ä âèêîðèñòàííÿ ñó÷àñíèõ ÑÊÌ
(çîêðåìà, MATLAB) äëÿ âïðîâàäæåííÿ ðåãóëÿðíèõ ïðÿìîêóòíèõ ñòðóê-
òóð ç ìåòîþ ìîäåëþâàííÿ ãåîô³çè÷íèõ ñôåð Çåìë³ çàâäÿêè ïðîñòîò³
ïðîãðàìíèõ ð³øåíü ïðè ñòâîðåíí³ script-êîä³â º ö³ëêîì êîíêóðåíòíîç-
äàòíèì ó ïîð³âíÿíí³ ³ç òðèàíãóëÿö³ºþ [6] ³ ìîæå âèêîðèñòîâóâàòèñü
ó ÿêîñò³ ïëàòôîðìè äëÿ ñòâîðåííÿ ïðîãíîñòè÷íèõ ìîäåëåé ïëàíåòàð-
íèõ ëàíäøàôò³â ³ àäàïòèâíèõ öèôðîâèõ êàðò ãåîô³çè÷íèõ ñôåð.
* * *
1. Àíäðººâ Ñ.Ì. Îñîáëèâîñò³ öèôðîâîãî ñêàíóâàííÿ ìàòåð³àë³â
äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ Çåìë³ ç àíàëîãîâèõ íîñ³¿â / Ñ.Ì. Àíäðººâ,
Â.À. Æèë³í // Çá³ðíèê íàóêîâèõ ïðàöü VII ̳æíàðîäíî¿ íàóêîâî-ïðàê-
òè÷íî¿ êîíôåðåíö³¿ «Ñó÷àñí³ ³íôîðìàö³éí³ òåõíîëî㳿 óïðàâë³ííÿ åêî-
ëîã³÷íîþ áåçïåêîþ, ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿì, çàõîäàìè â íàäçâè÷àéíèõ
ñèòóàö³ÿõ». � Êè¿â-Õàðê³â-ÀÐ Êðèì, 2008. � 344 ñ. � Ñ. 129�136.
2. Àíäðººâ Ñ.Ì. Îñîáëèâîñò³ çàñòîñóâàííÿ ñó÷àñíèõ ïðèñòðî¿â
ñêàíóâàííÿ äëÿ ïåðåíåñåííÿ ãåî³íôîðìàö³¿ ç ãàëîãåí³äîñð³áíèõ íîñ³¿â
íà öèôðîâ³ / Ñ.Ì. Àíäðººâ, Â.À. Æèë³í // Ñèñòåìè óïðàâë³ííÿ,
íàâ³ãàö³¿ òà çâ�ÿçêó. Ê.: Öåíòðàëüíèé íàóêîâî-äîñë³äíèé ³íñòèòóò
íàâ³ãàö³¿ ³ óïðàâë³ííÿ, 2008. � Âèï. 3(7). � 168 ñ. � Ñ. 41�48.
3. Àíäðººâ Ñ.Ì. Çàñòîñóâàííÿ ñó÷àñíèõ êîìï�þòåðíèõ òåõíî-
ëîã³é äëÿ êîíòðîëþ â³äòâîðåííÿ îïòè÷íî¿ ù³ëüíîñò³ ïðè ñêàíóâàíí³
ç ãàëîãåí³äîñð³áíèõ íîñ³¿â äàíèõ äèñòàíö³éíîãî çîíäóâàííÿ Çåìë³ /
Ñ.Ì. Àíäðººâ, Â.À. Æèë³í // Çá³ðíèê íàóêîâèõ ïðàöü VIII ̳æíà-
ðîäíî¿ íàóêîâî-ïðàêòè÷íî¿ êîíôåðåíö³¿ «Ñó÷àñí³ ³íôîðìàö³éí³ òåõ-
íîëî㳿 óïðàâë³ííÿ åêîëîã³÷íîþ áåçïåêîþ, ïðèðîäîêîðèñòóâàííÿì,
çàõîäàìè â íàäçâè÷àéíèõ ñèòóàö³ÿõ». � Êè¿â-Õàðê³â-ÀÐ Êðèì, 2009.
� 514 ñ. � Ñ. 13�25.
4. Äüÿêîíîâ Â.Ï. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Îñíîâû
ïðèìåíåíèÿ / Â.Ï. Äüÿêîíîâ // Ñåðèÿ «Áèáëèîòåêà ïðîôåññèîíà-
ëà». � Ì.: ÑÎËÎÍ-Ïðåññ, 2005. � 800 ñ.: èë.
5. Ãîíñàëåñ Ð. Öèôðîâàÿ îáðàáîòêà èçîáðàæåíèé â ñðåäå MATLAB
/ Ð. Ãîíñàëåñ, Ð. Âóäñ, Ñ. Ýääèíñ. � Ì.: Òåõíîñôåðà, 2006. � 616 ñ.
6. Ñêâîðöîâ À.Â. Òðèàíãóëÿöèÿ Äåëîíå è å¸ ïðèìåíåíèå /
À.Â. Ñêâîðöîâ. � Òîìñê: Èçä.-âî Òîì. óí.-òà, 2002. � 128 ñ.
Îòðèìàíî 25.09.2010 ð.
EB-6_2010-05-11-2010 21.pdf
EB-6_2010-05-11-2010 22
EB-6_2010-05-11-2010 23
EB-6_2010-05-11-2010 24
EB-6_2010-05-11-2010 25
EB-6_2010-05-11-2010 26
EB-6_2010-05-11-2010 27
EB-6_2010-05-11-2010 28
EB-6_2010-05-11-2010 29
EB-6_2010-05-11-2010 30
EB-6_2010-05-11-2010 31
EB-6_2010-05-11-2010 32
EB-6_2010-05-11-2010 33
|