Линии перегиба в моделировании поверхностей

Линии перегиба используются для управления сглаженностью и непрерывностью поверхностей. Как следует из их названия, линии перегиба являются линейными объектами. При вводе в модель поверхности они имеют большое значение для описания ее поведения. Линии перегиба могут описывать и менять поведение поверхности. Значения z вдоль линии перегиба могут быть постоянными или меняться.

Для описания поведения поверхности используются три типа линий перегиба:

• Нерезкие линии разрывов
• Резкие линии перегиба
• Сбросы

Нерезкие линии разрывов

Нерезкие линии перегиба служат для встраивания z-значений вдоль линейного объекта в поверхность TIN. Также нерезкие линии перегиба позволяют использовать линейные и полигональные объекты в модели TIN в качестве ребер. Однако мягкие линии разлома не задают разрывов на сглаженной поверхности.

Ниже приведен пример, демонстрирующий, как включение нерезкой линии перегиба меняет поведение поверхности. Обратите внимание, как при построении TIN вдоль линии перегиба добавляются дополнительные вершины. Z-значения для этих новых узлов вычисляются с помощью линейной интерполяции вдоль этой линии.

Входные данные для построения TIN содержат четыре точки и одну линию с двумя узлами.

TIN, полученный в результате обработки этих точек и узлов как облаков точек.

Если задана линия перегиба, она обрабатывается при построении TIN именно как линия. Обратите внимание на z-значения узлов.

Как и остальные линии перегиба, нерезкие линии перегиба могут иметь постоянные или переменные z-значения. Например, участок трубопровода с постоянной высотой может быть задан как нерезкая линия перегиба. С другой стороны, шоссе с переменной высотой может быть введено в модель поверхности TIN как мягкая линия разрыва.

Резкие линии разрывов

Резкие линии перегиба задают разрывы на сглаженной поверхности. Возможно, это наиболее простой тип линии перегиба. Жесткие линии разрыва обычно используются для обозначения рек, хребтов, береговых линий, контуров зданий, плотин и других объектов, создающих резкое изменение поверхности.

Здесь ровная поверхность прерывается берегом озера. Линия перегиба включается в модель поверхности для задания границы между двумя поверхностями, имеющими значительную разницу в поведении. Береговая линия обозначает резкий переход между плоской поверхностью озера и сглаженной поверхностью окружающего ландшафта.

Если резкая линия перегиба используется для обозначения реки, она имеет различные z-значения. По обеим сторонам реки поверхность сглаженная, но направления перпендикуляра к поверхности существенно отличаются по обеим сторонам реки.

Сбросы

Сбросы отражают разрывы в непрерывности поверхности. Геологические сбросы - наиболее обычный тип сбросов, степень разрыва непрерывной поверхности, который они вызывают, называется сдвиг. На следующем примере поверхность земли имеет вертикальный сброс, вызывающий ступенчатый сдвиг на непрерывной поверхности. Вертикальные сбросы имеют более одного z-значения для данной пары координат x,y; значения высоты присутствуют наверху и внизу сброса.

Вертикальный сброс имеет более одного z-значения для пары координат x,y.

Сбросы бывают не только вертикальными, также они могут иметь сдвиг по горизонтали. Поскольку функциональные поверхности могут хранить более одного z-значения для пары координат x,y, они не имеют возможности непосредственного хранения вертикальных сбросов. Можно отобразить почти вертикальный сброс как две параллельные линии перегиба: одна будет содержать z-значения верха сброса, а другая - z-значения дна.

Трансформированный сброс, отображающий сдвиг по вертикали и по горизонтали. Смещение верхней и нижней частей вертикального сброса для его приближения на функциональной поверхности.

Использование линий перегиба в моделировании поверхностей

Различия между резкими и нерезкими линиями перегиба можно заметить только при использовании интерполяции при преобразовании TIN в сглаженную поверхность (например, при использовании интерполяции Естественная окрестность во время работы с инструментом геообработки TIN в Растр). Жесткие линии разрыва могут использоваться для моделирования резких изменений на поверхности, вызванных различными пространственными объектами, такими как границы водоемов, дороги и т.д. Резкие линии перегибов также могут использоваться для улучшения отображения линейных пространственных объектов на поверхностях или картах изолиний, где присутствуют горные хребты или резкие линии водоразделов. Нерезкие линии перегибов используются для дополнительной информации о поверхности, не подразумевающей изменений в поведении поверхности, пересеченной линией. К таким примерам можно отнести линии геодезической съемки или границы изучаемой области, которые определяют сферу модели поверхности.