Просмотр кода страницы Использование ГИС GRASS для работы с цифровыми моделями рельефа

{{Статья|Черновик}}

== Особенности GRASS ==

* Старейшая и мощнейшая из открытых ГИС
* Работает почти на любом «железе»: от телефонов до суперкомпьютеров
* Собственный, архитектурно-независимый и переносимый (32/64 bit) формат данных
* Кроссплатформенность: Linux/Unix, Windows, Mac OS
* Развитый и стабильный API (С/Python)
* Быстрое создание модулей и документации по шаблонам
* Unix-происхождение: «1 функция — 1 модуль»; командная строка + сочетание модулей
* Скрипты: shell, Python, Perl, PHP ...
* Возможность параллельной обработки данных
* Взаимодействие с другим СПО (GDAL, R, OSSIM ...)
* Импорт/экспорт ЦМР многих форматов

== GRASS + ЦМР ==

* Модули: 
:* GRASS 6.4.* — более 40 модулей для работы с ЦМР; 
:* десятки спец. модулей, разработанных сообществом 
* ЦМР = растр: 
:* собственный растровый формат + свой обменный формат (GRASS ASCII Grid); 
:* многие «общие» растровые операции работают с ЦМР; 
:* регистрация растра по центру ячейки; 
:* охват и разрешение — по текущему вычислительному региону.
* Поддерживаемые типы данных: 32-битные целые числа, числа c плавающей точкой одинарной и двойной точности
* 3D-растры («voxel») — работа с настоящим объёмом


== Импорт, экспорт, конвертация ==
∙ Импорт/экспорт растровых форматов: ∙ Форматы GDAL: r.in.gdal/r.out.gdal; ∙ ASCII Grid: r.in.arc, r.in.ascii/r.out.ascii ∙ Двоичные растры: r.in.bin/r.out.bin ∙ Matlab — r.in.mat/r.out.mat ∙ POV-Ray — r.out.pov ∙ VTK — r.out.vtk ∙ Конвертация данных: ∙ Вектор ⇒ растр: v.to.rast ∙ Растр ⇒ вектор: r.to.vect ∙ 2D-растр ⇒ 3D-растр: r.to.rast3, r.to.rast3elev ∙ 3D-растр ⇒ 2D-растр: r3.to.rast, r3.cross.rast


== Интерполяция по точкам и изолиниям ==
∙ По точкам: ∙ Интерполяция методом обратно-взвешенных расстояний (IDW) — v.surf.idw ∙ Растровые диаграммы Вороного — v.surf.idw ∙ Сплайн-интерполяция с регуляризацией Тихонова (B-splines) — v.surf.bspline ∙ Интерполяция методом «регуляризованных сплайнов с натяжением» (RST): v.surf.rst, v.vol.rst ∙ Интерполяция методами «естественного соседства» и триангуляцией Делоне: r.surf.nnbathy ∙ Кригинг (через R): v.krige ∙ По изолиниям (линейная интерполяция): r.surf.contour ∙ Интерполяции с разрывами («breaklines») НЕТ.

== Передискредитация/интерполяция растров ==
∙ Заполнение «пустот» в растре (3 способа): r.ﬁllnulls
∙ Увеличение разрешения: ∙ Методом «ближайшего соседа»: r.resample ∙ Билинейная и бикубическая интерполяция: r.resamp.interp ∙ Методом «регуляризованных сплайнов с натяжением» (RST): r.resamp.rst ∙ Огрубление разрешения (11 способов агрегации): r.resamp.stats


== Создание «случайных» и других поверхностей ==
∙ «Случайные» поверхности: ∙ r.random.surface ∙ r.surf.random — равномерные случайные отклонения ∙ r.surf.fractal — фрактальные поверхности ∙ r.surf.gauss — растры по гауссовым отклонениям ∙ «Плоские» поверхности в точке по углу наклона и азимуту: r.plane


== Триангуляционные нерегулярные сети (TIN) ==
∙ TIN в GRASS — набор стандартных 3D-полигонов
∙ 3D-триангуляция Делоне (TIN): v.delaunay, на рис. в центре ∙ Триангуляция Делоне со структурными линиями: v.triangle (доп. модуль), на рис. справа. Использует Triangle (J. R. Shewchuk).


== Фильтрация, сглаживание ==
∙ Фильтрация растров: ∙ r.neighbors — «скользящее окно» (11 способов) ∙ r.mﬁlter — матричный фильтр с «весами» ∙ r.mapcalc — растровый калькулятор ∙ Сглаживание, удаление «шума»: r.denoise, доп. модуль (алгоритм Sun и др., 2007)


== Редактирование ЦМР и другие действия ==

∙ «Ручное» редактирование растра: d.rast.edit

∙ Редактирование растра с помощью r.mapcalc (замена значений, условия и т.д.) ∙ Редактора TIN нет, можно редактировать 2D-векторные данные.
∙ Переклассификация и масштабирование значений ЦМР: r.rescale, r.reclass
∙ Задание цветовой шкалы для ЦМР: r.colors ∙ Создание изолиний: r.contour ∙ Получение профилей рельефа: r.proﬁle

== Геоморфометрия ==
∙ Светотеневая отмывка рельефа: r.shaded.relief
∙ Уклоны, экспозиция склонов, кривизна поверхности: r.slope.aspect, v.surf.rst, r.resample.rst
∙ Анализ освещённости: r.sun, r.sunmask
∙ Анализ видимости: r.los, r.viewshed
∙ Расчёт угла горизонта: r.horizon ∙ Расчёт площади поверхности по рельефу: r.surf.area ∙ Стоимостные поверхности: r.cost, r.walk

r.param.scale — спец. модуль для геоморфологического анализа:
генерализация поверхности; уклоны, экспозиция склонов; кривизна: профильная, плановая . . . элементы рельефа (выпуклые/вогнутые склоны, вершины/седловины . . . ); см. ниже


== Моделирование затопления ==

∙ Простое моделирование (создание «озера») r.lake
∙ «Быстрая» оценка возможности затопления по ЦМР: r.hazard.ﬂood*
∙ С учётом формы долины и профиля водотока: r.inund.ﬂuv*


== Анализ потоков, гидрологическое моделирование ==

∙ Коррекция ЦМР, анализ потоков: ∙ r.ﬁll.dir — создание гидрологически корректной ЦМР (заполнение впадин) ∙ r.carve — «прожиг» водотоков в ЦМР ∙ r.drain— трассировка водотока по наименьшему пути ∙ r.ﬂow — расчёт направлений, длин и плотности потоков ∙ r.topidx — расчёт «топографического» индекса ∙ Гидрологическое моделирование: ∙ r.sim.water — модель SIMWE ∙ r.sim.sediment — модель SIMWE ∙ r.topmodel — модель TOPMODEL

== Бассейновый анализ ==
∙ r.watershed — Водотоки, SFD(D8)/MFD; бассейны; аккумуляция; получение параметров для уравнения USLE
∙ r.basins.ﬁll — Создание суббасейнов ∙ r.water.outlet— Выделение бассейнов по устьевым точкам ∙ r.terraﬂow — Анализ потоков/бассейнов + индекс конвергенции (TCI) для больших массивов данных


== Анализ речной сети по Хортону ==

∙ Серия модулей r.stream.*: r.stream.angle, r.stream.basins,

r.stream.del, r.stream.distance, r.stream.extract, r.stream.order, r.stream.pos, r.stream.preview, r.stream.stats