Porovnání digitálních modelů terénu (DMT) vytvořených vybranými interpolačními metodami

Lucia Kulichová

Master's thesis

Comparison of Digital Terrain Models created using different interpolation methods

Abstract:

Diplomová práca sa zaoberá problematikou posudzovania presnosti digitálnych modelov terénu, ktorej základom bol výpočet strednej kvadratickej chyby – RMSE. Tomuto výpočtu predchádza tvorba DMT v prostredí geografických informačných systémov tzn., zobrazenie reálneho terénu v digitálnej podobe. V rámci práce boli použité 4 modelové územia s rôznym charakterom reliéfu, pre ktoré boli vytvorené DMT s použitím rôznych interpolačných metód. Použitých bolo 5 interpolačných metód, ktoré poskytuje program ArcGIS 9.3 (TopoToRaster, IDW, Spline, Kriging a Natural Neighbor). Ako vstupné dáta pre DMT vygenerované uvedenými interpolačnými metódami slúžili vrstevnice DMÚ 25 s intervalom 5 metrov a bodové dáta vytvorené z týchto vrstevníc. Použité boli rôzne nastavenia parametrov jednotlivých interpolačných metód v závislosti na možnostiach, ktoré poskytujú. Najdôležitejším krokom tejto práce bolo posúdenie kvality vytvorených DMT prostredníctvom výpočtu strednej kvadratickej chyby – RMSE. Základom tohto výpočtu bolo zistiť rozdiel hodnôt nadmorských výšok v konkrétnych bodoch jednotlivých území. Na tento účel slúžili kontrolné body získané z webových stránok ČÚZK (Český úřad zeměměřický a katastrální). Rozdielom hodnoty nadmorskej výšky skutočne nameranej a nadmorskej výšky vytvoreného modelu v jednom a tom istom mieste bola vypočítaná odchýlka, ktorá slúžila ako vstup pre výpočet strednej kvadratickej chyby. Z výsledkov výpočtu bolo možné zistiť kvalitu modelu a porovnať ako reliéf a zmena parametrov interpolačných metód ovplyvňujú výsledné hodnoty RMSE. Je však potrebné si uvedomiť, že vo veľkej miere ovplyvňujú presnosť modelu dáta, ktoré vstupujú do procesu tvorby DMT. Hodnotenie kvality výsledného modelu je dôležitým krokom v procese jeho tvorby hlavne z dôvodu, že výsledné DMT sú častým vstupom pre ďalšie analýzy, ktoré si vyžadujú určitú presnosť.

Abstract:

The thesis deals with assessing the accuracy of digital terrain models, which was the basis for calculating the mean square error - RMSE. This calculation prevents creation of DTM (digital terrain model) in the geographic information systems, ie., presentation of real terrain in digital form. The work used four model areas with different configuration of the relief for which they were created DTM using different interpolation methods. Used was 5 interpolation methods, which provides program ArcGIS 9.3 (TopoToRaster, IDW, Spline, Kriging, and Natural Neighbor). As input data for DTM generated by those interpolation method served contours DMU25 with contour interval of 5 meters and point data generated from these contours. Were used different parameters settings of interpolation methods, depending on the opportunities they provide. The most important step of this study was to assess the quality of generated DTM by calculating the mean square error - RMSE. Underlying this calculation was to detect a difference in values altitudes in specific points of respective territories. For this purpose serve the control points obtained from the website ČÚZK (Czech Office for Surveying and Cadastre). Altitude difference values actually measured and altitude of created model in one and the same locality was calculated deviation, which served as input for calculating the mean squared error. From the results of the calculation was possible to identify the quality of the model and compare how relief and change the parameters of interpolation methods affect the resulting values of RMSE. It should be noted that largely affect the accuracy of the model data that enter into the process of DMT. Evaluation of the quality of the resulting model is an important step in the process of building primarily because the resulting DMT is a very common input for further analysis, which require a certain precision.

Keywords

Kľúčové slová, RMSE, presnosť, terén, reliéf, analýza, model

Keywords

Keywords, RMSE, accuracy, terrain, relief, analysis, model

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2011

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Petra Šímová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme:
null