ČeskÉ vysokÉ uČenÍ technickÉ -...
TRANSCRIPT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 1
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ
Fakulta stavební, Katedra mapování a kartografie
Studijní program: Geodézie a kartografie
Studijní obor: Geodézie a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000
Analysis of the possibility of using a digital terrain model of the 5th generation (5G) for creating topografic map with scale 1 : 25 000
DIPLOMOVÁ PRÁCE
Vypracovala: Bc. Ivana Řezníková
Vedoucí práce: Prof. Dr. Ing. Karel Pavelka
Praha 2013
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 2
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 3
Prohlášení:
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně s použitím odborné
literatury a pramenů, uvedených na seznamu v závěru práce.
………………………………..
Ivana Řezníková
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 4
Poděkování
Tímto bych ráda poděkovala vedoucímu diplomové práce panu Prof. Dr. Ing. Karlu
Pavelkovi za jeho čas a ochotu při tvorbě této diplomové práce.
Dále bych velmi ráda poděkovala panu Ing. Josefu Rančákovi za poskytnuté
podklady, odborné rady a připomínky při zpracovávání práce a za jeho čas věnovaný
konzultacím při její tvorbě.
V neposlední řadě bych ráda poděkovala panu Ing. Petru Soukupovi, Ph.D. za
umožnění přístupu do počítačové učebny a Fakultě stavební ČVUT za poskytnutí
potřebných programů při zpracování.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 5
ANOTACE
Práce se zabývá analýzou možnosti využití digitálního modelu reliéfu 5. generace
k tvorbě turistické mapy v měřítku 1: 25 000, se zaměřením na možnost nahrazení
stávající výškopisné složky (vyobrazených vrstevnic) metodou hypsometrie a
stínování reliéfu. Analýza byla provedena v programu OCAD 11 Professional.
Součástí práce je také všeobecný přehled možností zobrazování reliéfu na mapách,
s důrazem na metody užívané při zobrazení reliéfu pomocí digitálního modelu
terénu.
SUMMARY
The work deals with analysis of possibility of using a 5th generation digital elevation
model to produce tourist maps at a scale of 1: 25,000, with a focus on the possibility
of replacing the existing altimetric information (contour lines) by colour hypsometry
method and hill shading. Analysis was performed in the OCAD 11 Professional.
The work also includes a general overview of options for relief visualization on
maps, with emphasis on relief visualization methods used with digital terrain model.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 6
Klíčová slova
Digitální model terénu 5G Digital terrain model (5G)
Topografická mapa Topografic map
Barevná hypsometrie Colour hypsometry
Stínování terénního reliéfu Hill shading
SW OCAD 11 Professional SW OCAD 11 Professional
SW MATKART SW MATKART
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 7
OBSAH
Úvod ..................................................................................................................................................... 10
1. Podkladová data ................................................................................................................................ 12
1.1. Digitální model reliéfu 5. generace ........................................................................................... 12
1.2. Turistické mapy 1 : 25 000 ........................................................................................................ 14
1.3. Pořízení dat ................................................................................................................................ 16
1.3.1. Topografická turistická mapa 1 : 25 000 ............................................................................ 16
1.3.2. DMR 5. generace ............................................................................................................... 16
2. Použitý software ............................................................................................................................... 18
2.1. OCAD 11 Professional .............................................................................................................. 18
2.2. MATKART ............................................................................................................................... 21
3. Možnosti zobrazení reliéfu ............................................................................................................... 22
3.1. Rovinná znázornění ................................................................................................................... 22
3.1.1. Kopečkový způsob ............................................................................................................. 22
3.1.2. Pohledové mapy ................................................................................................................. 23
3.1.3. Fyziografický způsob ......................................................................................................... 23
3.1.4. Panoramatické mapy .......................................................................................................... 24
3.1.5. Metoda profilů .................................................................................................................... 24
3.1.6. Blokdiagram ....................................................................................................................... 24
3.2. Prostorová znázornění ............................................................................................................... 25
3.2.1. Anaglyfové mapy a hologramy .......................................................................................... 25
3.2.2. Modely reliéfu a reliéfní mapy ........................................................................................... 26
3.3. Stínování .................................................................................................................................... 26
3.3.1. Stínované vrstevnice .......................................................................................................... 28
3.4. Šrafování ................................................................................................................................... 28
3.5. Výškové kótování ...................................................................................................................... 29
3.6. Barevná hypsometrie ................................................................................................................. 29
3.7. Vrstevnice .................................................................................................................................. 32
4. Zpracování ........................................................................................................................................ 34
4.1. Transformace ............................................................................................................................. 34
4.1.1. Postup ................................................................................................................................. 35
4.1.2. Odečtené a vypočtené hodnoty .......................................................................................... 36
4.1.3. Hodnocení .......................................................................................................................... 37
4.2. Zobrazení dat ............................................................................................................................. 38
4.3. Import DEM .............................................................................................................................. 39
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 8
4.4. Vrstevnice .................................................................................................................................. 41
4.4.1. Postup ................................................................................................................................. 41
4.4.2. Hodnocení .......................................................................................................................... 42
4.4.3. Ukázka výsledných vrstevnic – srovnání ........................................................................... 43
4.5. Hypsometrie .............................................................................................................................. 44
4.5.1. Postup ................................................................................................................................. 44
4.5.1 2. Automatická hypsometrie v OCAD ............................................................................ 44
4.5.1.2. Klasifikace výškopisných dat ..................................................................................... 45
4.5.3. Hodnocení .......................................................................................................................... 49
4.5.4. Výsledné hypsometrické mapy .......................................................................................... 51
4.5.5. Změny topografické mapy ................................................................................................. 53
4.6. Stínování reliéfu ........................................................................................................................ 54
4.6.1. Postup ................................................................................................................................. 54
4.6.1.1. Stínování svahů ........................................................................................................... 55
4.6.1.2. Stínování svahů kombinované se šikmým osvětlením ................................................ 57
4.6.2. Hodnocení .......................................................................................................................... 58
4.6.3. Výsledná mapa ................................................................................................................... 59
4.6.4. Změny topografické mapy ................................................................................................. 60
4.7. Výpočet sklonu terénu ............................................................................................................... 62
4.7.1. Postup ................................................................................................................................. 62
4.7.2. Hodnocení .......................................................................................................................... 63
4.7.3. Výsledné mapy ................................................................................................................... 64
4.8. Tvorba profilu ............................................................................................................................ 65
4.8.1. Postup ................................................................................................................................. 65
4.8.2. Hodnocení .......................................................................................................................... 69
4.8.3. Výsledné profily ................................................................................................................. 70
4.9. Porovnání výšek DMR a TM .................................................................................................... 71
4.9.1. Postup ................................................................................................................................. 71
4.9.2. Odečtené a vypočtené hodnoty .......................................................................................... 74
4.9.1.1. Vrstevnice ................................................................................................................... 74
4.9.1.2. Vrcholové kóty ........................................................................................................... 80
5. Zhodnocení výsledků ........................................................................................................................ 83
5.1. Vybrané metody zobrazení reliéfu............................................................................................. 83
5.2. Porovnání výškových rozdílů IB ............................................................................................... 84
Závěr ..................................................................................................................................................... 87
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 9
Seznam použitých zdrojů ...................................................................................................................... 90
Literatura .......................................................................................................................................... 90
Webové stránky ................................................................................................................................ 90
Seznam obrázků .................................................................................................................................... 92
Seznam tabulek ..................................................................................................................................... 95
Přílohy .................................................................................................................................................. 96
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 10
Úvod
Kartografická díla, jak v klasické papírové, či v moderní digitální podobě, udávané
rozvojem výpočetní techniky, jsou nedílnou součástí života, práce i rozvoje
společnosti. Kartografie sama prošla dlouhým vývojem a v současné době
představují kartografická díla přesné, technicky a esteticky dokonalé výrobky, bez
kterých se dnešní společnost již neobejde.
Vývojový proces kartografie je dlouhodobý. Zhruba do konce 19. století bylo
hlavním cílem kartografie vytvářet mapy pro účely objevných cest a vojenství. S
postupem rozvoje vědy a techniky však mapy začaly sloužit k industrializaci
společnosti a stále více pronikaly do veřejné sféry. V posledních letech si pak získaly
mapy pro veřejnost velkou oblibu zejména kvůli rekreaci, odpočinku a touze po
poznání nových oblastí. Turistické mapy se tak staly nepostradatelnou složkou
každého výletníka.
Turistické mapy pokrývají celé území Ceské republiky, avšak nejvíce vydavatelů se
specializuje na tvorbu v měřítku 1 : 50 000. V poslední době dochází k rozvoji
turistických map v měřítku 1 : 25 000, což je měřítko natolik podrobné, že je zde
možnost zachytit všechny potřebné prvky informačního charakteru o turisticky
důležitých místech.
Podnět k této diplomové práci tak vzešel přímo z praxe. Firma Geodézie On Line,
s r.o., se specializuje na tvorbu turistických map v měřítku 1 : 25 000. Jako většina
soukromých firem si budují vlastní datovou základnu, která vychází z dat
poskytnutých Českým úřadem zeměměřičským a katastrálním. Jedná se o data
vzniklá vektorizací Základní mapy 1 : 25 000, doplněná o turistickou nadstavbu, kde
jsou pro výškopisnou část užity vrstevnice. Jelikož je snaha činit tyto mapy pro
veřejnost stále více přehlednější a jasnější, byla cílem diplomové práce analýza
možnosti využití dat digitálního modelu reliéfu 5. generace (DMR 5G) pro tvorbu
turistické mapy v měřítku 1 : 25 000, se zaměřením na možnost nahrazení stávajících
vrstevnic metodou hypsometrie a stínování reliéfu.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 11
Pro zpracování tak byla získána data digitálního modelu terénu 5. generace,
poskytnutá Českým úřadem zeměměřičským a katastrálním, ve formě 36 mapových
listů, zachycujících oblast Máchova kraje a data poskytnutá firmou Geodézie On
Line, ve formě 4 mapových listů topografické turistické mapy v měřítku 1 : 25 000,
zachycujících stejnou oblast.
Práce je zpracována a zaměřena na tvorbu zobrazení reliéfu v programu OCAD 11
Professional, jelikož je tento program uživatelsky, ale především cenově, velmi
příznivý. OCAD 11 Professional je specializovaný na kartografickou tvorbu a v nové
verzi 11 rozvíjí právě možnost práce s digitálním modelem terénu. Pracuje s ním ve
větší či menší míře velké množství kartografických firem České republiky a také
poskytnuté turistické mapy, byly vytvořeny tímto programem.
V první části se práce zabývá popisem získaných dat a věnuje se také jejich pořízení.
V druhé částí je představen použitý software OCAD 11 Professional a software
MATKART. Před samotným zpracováním je v práci uvedena část, týkající se
obecných metod zobrazování reliéfu na mapách.
Další část se již týká zpracování. Jsou zde uvedeny možnosti zpracování digitálního
elevačního modelu v programu OCAD 11 při tvorbě turistické mapy, od zobrazení
dat, přes import elevačního modelu, vytvoření vrstevnic, hypsometrie, stínovaného
reliéfu, výpočet gradientu sklonu a vytvoření profilu trasy, až po samotný sběr dat
pro následné srovnání vybraných výškových bodů, odečtených na turistické mapě a
identických bodů z dat digitálního modelu terénu. Pro každou zpracovanou metodu
zobrazení reliéfu, je sepsáno hodnocení a shrnutí vhodnosti užití této metody při
tvorbě turistické mapy.
Poslední kapitola se zabývá zhodnocením výsledků. Je zaměřena na vybrané metody
zobrazení reliéfu, vhodné při tvorbě turistické mapy v měřítku 1 : 25 000, jejich
kombinace a hodnocení a srovnání výškových bodů odečtených topografické mapy a
identických bodů z dat DMR 5G.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 12
1. Podkladová data
1.1. Digitální model reliéfu 5. generace
DMR 5G je jedním z realizačních výstupů společného projektu Českého úřadu
zeměměřického a katastrálního (ČÚZK), Ministerstva obrany (MO) a Ministerstva
zemědělství (MZe) České republiky s názvem „Projekt tvorby nového výškopisu
České republiky“ (Praha: Zeměměřický úřad 2008). Metodickým a procesním
východiskem pro zpracování dat byl „Realizační projekt zpracování výškopisných
dat“ (Praha: Zeměměřický úřad 2009). [4]
V následujícím textu se pokusím krátce objasnit vznik dat DMR 5G. Text je
zpracován dle technické zprávy - zdroj [4].
Letecké laserové skenování probíhá za pomoci speciálního letounu. Skenuje se z
průměrné výšky 1200 m až 1400 m nad střední rovinou terénu v jednotlivých blocích
(převážně o šířce 10 km), přičemž bloky s podobnou členitostí a v určitém rozmezí
nadmořských výšek se pro realizaci LLS spojují do bloků s maximální délkou 60 km.
Technologie zpracování leteckých laserových dat
Nejprve je provedena analýza surových laserových dat. Zde je potřeba nalézt
jednotlivé odrazy laserového paprsku, ty georeferencovat a transformovat polohové
souřadnice do pracovního souřadnicového systému UTM/WGS 84-G873 a výškové
souřadnice do systému Balt po vyrovnání (Bpv).
Následuje robustní filtrace, kde je s využitím automatizovaných sofistikovaných
metod provedena separace bodů, ve kterých dopadl paprsek na terén, vegetaci,
stavby a výškové překážky leteckého provozu. Body jsou separovány do
jednotlivých kategorií a jsou identifikována chybná měření. Úspěšnost
automatizovaných postupů správné klasifikace závisí na ročním období, ve kterém
byla data pořízena. Tedy na stupni rozvinutí vegetace. V období bez rozvinuté
vegetace (březen – květen) lze orientačně klasifikovat úspěšnost automatického
zatřídění dat na 90%, naopak v letním období (červen – září) s vegetací již
rozvinutou, pouze na 30% - 40%.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 13
Po robustní filtraci je provedena manuální kontrola výsledků. Cílem je odhalit a
přeřadit chybně zařazené body do odpovídajících kategorií.
Dalším krokem při zpracování dat je výběr reprezentativního bodu reliéfu. Pro
zemědělsky obhospodařované oblasti byly nejprve vymezeny polygony, určené
dvěma způsoby. Byly využity polygony orné půdy z databáze LPIS dodané
Ministerstvem zemědělství nebo byly vytvořeny nové polygony manuální digitalizací
areálů nad stínovaným zobrazením reliéfu, na základě stanovených kritérií. Tyto
polygony byly „rozřezány“ na čtverce 5 x 5 m, přičemž v každém čtverci byl určen
pravděpodobný reprezentativní bod reliéfu jako bod s nejnižší výškou. Bylo přitom
kontrolováno, zda se vybraný bod extrémně neodlišuje od okolních bodů.
Pro výběr reprezentativního výškového bodu terénu v ostatních areálech byly
zpracovávané oblasti rozděleny na čtverce 1 x 1 m a v každém čtverci byl stejnou
metodou vybrán reprezentativní bod reliéfu jako bod s nejnižší výškou.
V místech, kde nebyla pořízena žádná data terénního reliéfu (vodní plochy, pod
budovami a částečně v hustých vegetačních porostech) byly z nepravidelné sítě
blízkých výškových bodů reliéfu vyinterpolovány body reprezentující tuto oblast.
Model byl tak doplněn o uměle vytvořené body v síti 5 x 5 m v místech, kde se
nachází oblast s minimální plochou 25 m2, ve které není žádné LLS měření. V
oblastech vodních ploch je takto interpolován model pouze do vzdálenosti 15 m od
břehové čáry.
Vzhledem ke skutečnosti, že model je po předcházejících úpravách velmi detailní a
jednotlivé body mohou být zatíženy drobnými chybami v důsledku nízké vegetace, je
provedeno odstranění nadbytečných bodů a úprava výšky bodů, přičemž povolená
maximální úprava je 0,16 m.
Dále byla z dat hromadně odstraněna systematická složka měření leteckým
laserovým skenerem a byl vytvořen soubor se separovanými body uměle
vytvořených bodů. Ten je na požádání dostupný na zeměměřičském odboru v
Pardubicích. V poslední fázi byly polohové souřadnice jednotlivých výškových bodů
transformovány do souřadnicového systému S-JTSK. Výškové souřadnice byly
ponechány.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 14
Pro správnost modelu se přistoupilo k jeho ověření, které bylo provedeno na
komparačních základnách, na vybraných bodech základního geodetického bodového
pole a kontrolním měřením v terénu. Na základě těchto ověřovacích zkoušek byla
stanovena úplná střední chyba výšky tohoto modelu na 0,18 metru v terénu bez
souvislé vegetace a na 0,3 m v terénech pokrytých hustou vegetací.
1.2. Turistické mapy 1 : 25 000
Poskytnuté mapové listy turistické topografické mapy Máchova kraje vznikly
vektorizací Základní mapy ZM 25, dle zadaných kriterií. Takto byl vytvořen datový
základ, ke kterému byl postupně přidán obsah turistické nadstavby. Mapa je
průběžně udržována.
Základní mapa ČR 1 : 25 000
Základní mapy České republiky středního měřítka vznikly odvozením z vojenských
topografických map v měřítku 1 : 10 000. V roce 1995 byla započata vektorizace
tiskových podkladů ZM 10 a došlo k postupnému zhotovení Základní báze
geografických dat (ZABAGED®), která byla dokončena pro celé území České
republiky v roce 2004. Od roku 2000 do roku 2005 již byla průběžně prováděna
první aktualizace a současně také zpřesnění plochy objektů. V letech 2006 – 2009
proběhl následně druhý cyklus aktualizace a také byl zahájen cyklus třetí. Perioda
aktualizace byla postupně zkrácena na tříletou a u významných objektů je tato doba
ještě snížena na rok.
Od roku 2002 se tak ZM 25 vyhotovuje digitální technologií ze Základní báze
geografických dat České republiky (ZABAGED®) a databáze geografických jmen
České republiky Geonames. V roce 2009 byla tato nová podoba ZM 25 dokončena
pro celé území České republiky a bude dále aktualizována. [9]
ZM 25 obsahuje polohopis, výškopis a popis. Předmětem polohopisu jsou sídla a
jednotlivé objekty, komunikace, vodstvo, hranice správních jednotek a katastrálních
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 15
území, hranice chráněných území, porost a povrch půdy. Předmětem výškopisu je
terénní reliéf zobrazený vrstevnicemi a terénními stupni. Popis mapy sestává z
druhového označení objektů, standardizovaného geografického názvosloví, kót
vrstevnic, výškových kót, rámových a mimorámových údajů. Obsahem mapových
listů je i rovinná pravoúhlá souřadnicová síť a zeměpisná síť. Předměty obsahu mapy
jsou znázorněny pouze na území České republiky. [9]
Vydavatelem Základních map České republiky středních měřítek je Český úřad
zeměměřičský a katastrální (ČÚZK).
Obrázek 1.1: Ukázka Základní mapy ZM25
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 16
1.3. Pořízení dat
1.3.1. Topografická turistická mapa 1 : 25 000
Pro možnost názorného porovnání získaných výsledků a možnost analyzování
vhodnosti užití DMR 5G při tvorbě TM, byly panem Ing. Rančákem z geodetické a
kartografické společnosti Geodézie On Line, spol. s r.o., poskytnuty 4 mapové listy
vyhotovené turistické topografické mapy v měřítku 1 : 25 000 z oblasti Máchova
kraje. Data byla poskytnuta v digitální vektorové podobě ve formátu *.ocd, v systém
UTM.
1.3.2. DMR 5. generace
Data digitálního modelu terénu byla vydána Českým úřadem zeměměřičským a
katastrálním, na základě podané žádosti o bezplatné poskytnutí dat pro studijní účely
diplomové práce, v rozsahu 36 mapových listů, zachycujících řešenou oblast.
Obrázek 1.2: Ukázka pořízení dat DMR 5G z internetového portálu ČÚZK
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 17
DMR 5. generace je poskytován v rámci mapových listů, odpovídajících dělením
Státní mapě 1 : 5 000 (SM 5), kde každý list zachycuje území o rozměru 2,5 x 2 km.
Pro dané mapové listy topografické mapy, tak byly vybrány následující mapové listy
DMR 5G takovým způsobem, aby v dané oblasti byla pokryta oblast města, krajiny i
vodstva:
Nový Bor 9-8
Nový Bor 9-9
Děčín 0-8
Děčín 0-9
Děčín 1-8
Děčín 1-9
Děčín 2-8
Děčín 2-9
Děčín 3-8
Děčín 3-9
Děčín 4-8
Děčín 4-9
Dubá 0-0
Dubá 0-1
Dubá 0-2
Dubá 0-3
Dubá 1-0
Dubá 1-1
Dubá 1-2
Dubá 1-3
Dubá 2-0
Dubá 2-1
Dubá 2-2
Dubá 2-3
Dubá 3-0
Dubá 3-1
Dubá 3-2
Dubá 3-3
Dubá 4-0
Dubá 4-1
Dubá 4-2
Dubá 4-3
Mimoň 9-0
Mimoň 9-1
Mimoň 9-2
Mimoň 9-3
Data jsou vydávána ve formě textového souboru *.xyz, který obsahuje souřadnice
bodů v pořadí Y,X,Z v souřadnicovém systému JTSK. Cena za jednotku (jeden
mapový list) činí 620 Kč od 1. až do 20. výdejní jednotky, při objednávce větší než
20 mapových listů je zpřístupněna zvýhodněná cena 155 Kč za jeden list.
-722500.873 -979731.565 261.267 -722500.407 -979729.010 261.222 -722500.534 -979730.196 260.997 -722501.112 -979735.270 262.250 -722500.895 -979735.457 262.258 -722500.301 -979732.816 261.832 -722501.047 -979822.881 266.631 -722500.926 -979821.535 266.706 -722500.739 -979826.123 266.823 -722499.816 -979821.141 266.750 -722499.990 -979831.064 266.811 -722499.974 -979829.876 266.741
Ukázka dat: mapový list Nový Bor 9-9
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 18
2. Použitý software
Při zpracování diplomové práce byly použity převážně dva programy. Software
MATKART, ve kterém proběhla kontrola transformace ze systému UTM do S-JTSK
a software OCAD 11 Professional, kde bylo provedeno veškeré kartografické
zpracování. Dále byly užity Microsoft Office Word a Excel.
2.1. OCAD 11 Professional
Program OCAD začal vyvíjet na konci 80. let 20. století Švýcar, věnující se
orientačnímu běhu, Hans Steinegger. Po vytvoření první verze programu, založil v
roce 1992 firmu Steinegger software a nadále se na plný úvazek věnoval jeho vývoji.
Původně měl být OCAD určen pouze pro účely kreslení map na orientační běh. Byl
speciálně vytvořen jen pro kreslení tiskových podkladů, jejich digitalizace byla
prováděna pomocí tabletu. Změnou byla až pátá verze, kde bylo umožněno
vektorizovat naskenovaný podklad na monitoru pomocí myši. Postupně tak vznikl
vektorový kartografický program OCAD.
Jedná se o uživatelsky velmi intuitivní a nepříliš komplikovaný software, který
používá drtivá většina kartografických společností v České republice a v celém
středoevropském regionu pro tvorbu plánů měst, turistických map, automap a dalších
produktů. Existuje množství známějších a sofistikovanějších programů nebo celých
softwarových balíků, mnohdy propojených s GIS, s pokročilou správou databází, s
DTP možnostmi pro následné úpravy, velkou škálou analytických, grafických či
CAD funkcí a dalšími možnostmi, ovšem OCAD oslovuje uživatele právě svou
ergonomií, která ovšem není na úkor funkcionality a šíře použití. Druhým
významným faktorem je cena, která se pohybuje v řádu několika stovek dolarů a činí
tak program dostupný i pro malá nízkonákladová pracoviště. [6]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 19
Firma OCAD nyní nabízí dvě základní možnosti poskytovaného software. OCAD
specializovaný na mapy pro orientační běh a OCAD určený na tvorbu map
kartografického zaměření.
OCAD je dostupný ve 13 jazycích a je úspěšně používán ve více než 65 zemích v
nejrůznějších odvětvích. Také v České republice se těší mezi kartografickými
společnostmi velké oblibě. Jeho neméně podstatnou výhodou je také podpora velké
řady vektorových i rastrových formátů pro import i export.
Na obrázku 2.1 je zobrazeno uživatelské prostředí programu při tvorbě turistické
mapy. Zásadní část grafického rozhraní zobrazuje data mapového souboru pomocí
definované symbologie. Jsou zde prováděny veškeré vizualizace dat a práce s nimi.
V horní části okna se nachází menu a paleta nástrojů, kde jsou nabízeny všechny
funkce OCADu rozčleněné do kategorií. Nejčastěji používané funkce mají své místo
i mimo menu a ikonu na jedné z palet nástrojů. Na pravé straně se nachází okno
symbolové palety, kde jsou umístěny veškeré užité a definované symboly a kde je
možnost s nimi dále nakládat. Na spodním stavovém řádku se zobrazují informace o
prvcích mapy, jejich souřadnice, popis funkcí či stavu programu a případné
nápovědné pokyny.
Obrázek 2.1: Uživatelské prostředí programu OCAD 11 Professional
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 20
Výraznou změnou oproti jiným CADovským programům je absence kreslících
vrstev. Tato funkce je zde nahrazena nastavením pořadí barev, což určuje
nadřazenost jednotlivých prvků. Nevýhodou je však potřeba vytvořit více shodných
barev pro několik různých mapových značek, tedy více barev s různou prioritou v
tabulce barev.
Jednoduchost a uživatelskou přívětivost si zachovává OCAD i co se týče používání
rastrových podkladů a práce s nimi. V zásadě dovede OCAD rastry načíst, v případě
potřeby georeferencovat nebo existující georeferenci opravit, vrstvit podklady na
sebe a prokládat je, transformovat, maskovat, ukládat a exportovat. Export je možný
samozřejmě opět s georeferencí. [6]
Verze 11 Professional již dokáže pracovat s formáty BMP, GIF, PNG, TIFF, JPEG a
TIFF.
OCAD umožňuje zprůhlednit jednotlivé rastry, aby bylo možné je vzájemně
překrývat a pracovat případně s více podklady naráz. Někdy je však třeba zprůhlednit
také vektorovou kresbu mapy, aby nezakrývala podklad např. na místech větších
vyplněných ploch, do kterých se tvoří další prvky mapy.
To je možné aktivováním tzv. Draft módu v menu Edit (implicitně je aktivní Normal
mode, kdy je kresba mapy neprůhledná). V Draft módu jsou k dispozici dva
nezávislé posuvníky, zprůhledňující podkladové rastry (všechny naráz) a kresbu
mapy. [6]
Oproti své starší verzi zaznamenal OCAD 11 Professional také změny a vylepšení u
funkcí spojených právě s digitálním elevačním modelem.
Proti starší verzi 10 tak OCAD nyní podporuje také formáty LAS a SRTM. Další
novinkou je možnost využití více DEM najednou, které je možné sloučit či vypočítat
jejich rozdíl. Velmi podstatnou novou funkcí pro tuto práci je ovšem možnost
klasifikace dat. Tedy možnost rozdělení dat do příslušných intervalů a navolení
odpovídajících barevných odstínů. To dosud možné nebylo a OCAD tyto operace
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 21
prováděl automatickou generací. Další zajímavou funkcí je také zavedení výpočtu
sklonu terénu.
Jednotlivé funkce jsou podrobně popsány níže v kapitole 4 Zpracování.
2.2. MATKART
MATKART je komplex softwarových řešení, obrazových a textových informací z
oblasti matematické, velkoměřítkové, topografické a geografické kartografie,
zaměřený na potřeby digitální kartografie a geografických informačních systémů
(GIS). Je orientován především na soudobá i historická státní mapová díla vytvořená
a používaná na území České republiky a v řadě případů též Slovenské republiky. [7]
VISUAL MATKART Educational
Vzdělávací bezplatná verze MATKARTU poskytovaná na základě licence udělené
katedrou mapování a kartografie fakulty stavební ČVUT v Praze, s možností
bezplatného stažení programů z webu katedry mapování a kartografie fakulty
stavební ČVUT v Praze, určená pro:
university
orgány státní správy z oboru zeměměřictví, tj. v rámci resortu ČÚZK
drobné podnikatele v geodézii, kartografii a geomatice
zájemce o mapy a navigaci v terénu
[7]
Pro zpracování diplomové práce byla užita tato verze, nabízející velké množství
programů, zabývajících se výpočty z oblasti map velkých měřítek, základních map
středních měřítek, historických map či soudobých vojenských topografických map.
Konkrétní užité programy SW MATKART jsou podrobně popsány níže, v kapitole 4
Zpracování.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 22
3. Možnosti zobrazení reliéfu
Jak již bylo řečeno výše, digitální model reliéfu České republiky 5. generace
představuje zobrazení přirozeného nebo lidskou činností upraveného zemského
povrchu v podobě digitálních dat, tedy souřadnic bodů s přiřazenou nadmořskou
výškou, které vytvářejí nepravidelnou trojúhelníkovou síť (TIN). Díky tomu je
docíleno pravdivějšího zobrazení reliéfu, je možné vystihnout také lokální výškové
členění v podobě hran, strží či roklin, na rozdíl od předchůdce DMR 4. generace, kde
byl reliéf zobrazován pomocí pravidelné sítě 5x5 metrů. Reliéf z dat DMR 5G lze na
mapách vyjádřit mnoha způsoby.
V této kapitole bude popsán obecný způsob, jakým lze vyjádřit reliéf na mapách, se
zaměřením na ty postupy, které jsou vhodné pro tvorbu turistické mapy a to
především s využitím digitálních dat DMR 5G. Bude zde proto kladen menší důraz
na metody, které jsou zastaralé nebo pro tvorbu turistické mapy nevhodné a ty zde
budou pouze krátce připomenuty, pro kompaktnost daného tématu.
3.1. Rovinná znázornění
3.1.1. Kopečkový způsob
Tato metoda patří mezi nejstarší na světě, první pokusy jsou datovány už k 1. století
našeho letopočtu, kdy byla poprvé zobrazena řeckým geografem, matematikem a
astronomem Ptolemaiem. Jedná se o opakovanou kresbu kopců, jakožto
schematickou značku naznačující výskyt horských pásem či významných hor.
Tato metoda nemá žádný matematický ani geometrický podklad, avšak jedná se o
metodu názornou, díky níž lze rozeznat členitost terénu či výškové poměry hor a
byla tak na mapách užívána až do 18. století.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 23
3.1.2. Pohledové mapy
Kopečková metoda s postupem času začala nabývat povahy pohledových map a ta je
užívána dodnes. Jedná se o perspektivní pohled na reliéf. Mapy takto vytvořené se
užívají převážně k propagačním či turistickým účelům, kde jsou vyobrazovány velké
územní celky či celé horské soustavy. Ani tento způsob nemá žádnou geometrickou
hodnotu a tvorba je tak spíše dílem kartografa.
3.1.3. Fyziografický způsob
Americký kartograf RAISZ navrhl fyziografický způsob spočívající v typizaci
krajinných typů a jejich zobrazení pohledovým způsobem. [1]
Výškopis je zobrazen perspektivně, polohopis půdorysně. Tato metoda byla užívána
pro relativně velké části zemského povrchu a to převážně v tematických
morfologických mapách.
Obrázek 3.1: Pohledová mapa Orlických hor a Králického Sněžníku [13]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 24
3.1.4. Panoramatické mapy
Jedná se o středový průmět krajiny na svislou rovinu. Tento způsob je hojně užíván
na rozhlednách a vyhlídkových bodech, čímž je návštěvníkovi umožněna jednoduchá
orientace v krajině.
3.1.5. Metoda profilů
Profil bývá zpravidla tvořen průsečnicí svislé plochy a zemského povrchu. Jedná se
o vyjádření vzdálenosti vybraných bodů na ose X, jimž jsou přiřazeny výškové
hodnoty osy Y. Ty bývají často násobeny konstantou pro zvýraznění převýšení.
Tato metoda se užívá v mnoha stavebních výkresech a je také nedílnou součástí
hydrografie. Své uplatnění má i při tvorbě turistických map, kde se pomocí profilu
zobrazují doporučené trasy a je tak na první pohled patrná jejich náročnost. Zde se
ovšem už nejedná o komplexní zobrazení reliéfu, nýbrž o vyhotovený profil jedné
linie.
Pro turistické účely je tato metoda však hojně užívána a byla také zpracována v
rámci diplomové práce. Postup zpracování je popsán v kapitole 4.8. Tvorba profilu.
3.1.6. Blokdiagram
Tato metoda má exaktní matematický základ (vojenská perspektiva, kavalírská
perspektiva) a vychází z deskriptivní geometrie. Geometrické řešení je založeno na
perspektivním zobrazení prostorového bloku, vymezeného zpravidla obdélníkovou
základnou. Výškové poměry se výrazně převyšují. [1]
Stěny bloku mohou obsahovat zákres geologické struktury, mapy se tedy užívají
především v geologii a geomorfologii. Pro názornost a lehčí orientaci se území
svažuje směrem k pozorovateli.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 25
3.2. Prostorová znázornění
Jelikož tvorba prostorových modelů reliéfu souvisí především se samotnou
praktickou výrobou mapy a pro tvorbu turistické mapy do terénu není vhodná, je zde
uveden tento způsob pouze jako doplnění možností vyjádření reliéfu a není mu
věnována taková pozornost.
3.2.1. Anaglyfové mapy a hologramy
Anaglyfové mapy jsou založeny na stereoskopickém vjemu, díky kterému je
vytvářen prostorový efekt. Pro vytvoření mapy je potřeba dvojice snímků povrchu či
dvojice obrazů vrstevnic, jeden snímek je vytištěn v azurové a druhý v červené barvě
s posunem o lokální paralaxu. Při pozorování pomocí anaglyfových brýlí je pak v
mozku vytvořen dojem prostorového obrazu. Popis a plochy jsou vykryty neutrální
šedou barvou, aby nebyl prostorový dojem navozen. Tento jev je často používán ve
fotogrammetrii.
Obrázek 3.2: Blokdiagram [10]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 26
Hologram je obrazový záznam na fotografickém materiálu, založený na principu
odrazu a průchodu světla předmětem. Využívají metody úplného záznamu pro
zachycení třetího rozměru na rovinné fotografické desce. Zdánlivý model, barevný a
věrný, se objeví trojrozměrně před nebo za průzračným hologramem, jímž
pozorujeme.
3.2.2. Modely reliéfu a reliéfní mapy
Představují zmenšeniny terénního reliéfu, kde je polohopis dán kartografickým
zobrazením. Výškové měřítko bývá vynásobeno konstantou, aby bylo docíleno větší
plastičnosti a mapa mohla na první pohled podat informaci o terénním reliéfu. Tímto
způsobem jsou vytvářeny reliéfní mapy, které jsou pro svou názornost užívány
převážně ve školství. Speciálním druhem reliéfních map jsou tyflografické mapy,
vytvářené pro slepce.
3.3. Stínování
Stínovaný reliéf zobrazuje míru odraženého světla pro jednotlivé plochy reliéfu
vzhledem k definovanému zdroji světla. Jedná se o velmi názornou metodu,
zobrazující terén, která je často užívána jako doplněk jiných metod zobrazujících
výškopisnou část mapy. Velmi důležitým prvkem je volba zdroje osvětlení, tedy
odkud bude reliéf osvětlován. Je používáno několik typů osvětlení.
Typy osvětlení
přirozené osvětlení – osvit ze směru slunečního svitu, dle polední kulminace
Slunce, v tomto případě však hrozí nebezpečí inverzního chápání reliéfu
svislé osvětlení – kolmý dopad světla, „čím strmější úbočí, tím tmavší“
šikmé osvětlení – je shodné s rozložením světla a stínu na šikmo odshora
osvětleném trojrozměrném modelu nebo terénu, osvit je volen nejčastěji od
severozápadu, což běžně odpovídá světlu přicházejícímu zleva od okna k
psacímu stolu a výsledný obraz tak působí přirozeným dojmem.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 27
Často užívanou metodou je pak kombinování daných typů osvětlení. Kombinované
stínování je kombinací šikmého a svislého osvětlení, kde se intenzita tónu mění v
závislosti na směru osvětlení i sklonu svahu. Osvětlené a zastíněné svahy se mohou
pro větší názornost odlišovat také barevně.
Kresba stínů se prováděla ručně, vycházelo se z pomocného obrazu vrstevnic
(modrokopie). Při severozápadním osvit může dojít k situaci, že v tomtéž směru
vedoucí protáhlé hřbety by byly stínovány po obou stranách symetricky; v tom
případě se zavádí vedlejší směr osvětlení, nejlépe od severu. Stín se vyjadřuje
vykrýváním oblasti stínu velmi měkkou tužkou (6B), technikou těrkování, založenou
na roztírání tuhového nebo křídového prášku nebo lavírováním, tj. Ředěnou tuší nebo
vodovými barvami. [1]
V dnešní době se technika stínování provádí především na počítačích jako aplikační
úloha na digitálním modelu terénu. Ruční provedení je již zastaralou, velmi pracnou
metodou, náročnou na prostorovou představivost.
Obrázek 3.3: Stínovaný reliéf, svislé osvětlení
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 28
3.3.1. Stínované vrstevnice
Metoda kombinace stínování s vyobrazenými vrstevnicemi. Používá se
severozápadní osvit, ve kterém jsou zesíleně vykresleny vrstevnice ležící ve stínu.
Opět se jedná o názornou, avšak graficky velmi náročnou metodu. Dnes se pro svou
pracnost téměř nepoužívá.
Počítačové zpracování je založeno na vykreslení osvětlených vrstevnic bílou barvou,
zastíněných černou a plochy mezi jednotlivými vrstevnicemi jsou zobrazeny šedě.
Mapa pak připomíná stupňový model reliéfu.
3.4. Šrafování
Šrafy jsou spádnice, kreslené na mapách jako krátké úsečky, které napomáhají
pozorovateli poznat reliéf krajiny. Jsou to geometrické obrazce uspořádané ve
vrstvách nebo podél určité linie. Jejich hodnota na mapách byla nejprve pouze
umělecká, až později dostaly matematický základ. Jelikož graficky velmi zatěžují
mapu, se dnes téměř nepoužívají, pouze jako doplněk ke znázornění strmých
terénních tvarů, které se nedaří vystihnout pomocí vrstevnic.
Obrázek 3.4: Stínovaný reliéf, severozápadní osvit
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 29
3.5. Výškové kótování
Kóty jsou číselně vyjádřené výšky nebo hloubky bodů, vrstevnic nebo vodních ploch
vůči zvolené hladinové (srovnávací) ploše. Získávají se přímým polním měřením,
fotogrammetricky nebo interpolací. [1]
Tato metoda je velmi jednoduchá a přesná, avšak neposkytuje žádný prostorový
vjem. Proto je užívána především jako doplněk jiných metod.
Kóty se dělí na:
Absolutní výšky – vztažené k nulové hladinové ploše (Jadran, Balt po
vyrovnání)
Relativní výšky – vztažené ke konkrétnímu místu či srovnávací ploše, rozdíly
kótovaných objektů vůči jejich okolí
3.6. Barevná hypsometrie
Velmi významnou kartografickou technikou při znázornění terénního reliéfu na mapě
pomocí dat DMR je hypsometrie. Jedná se o vyjádření výškové členitosti pomocí
vrstevnic a plošného vybarvení jednotlivých výškových vrstev mezi nimi. Tato
metoda je užívána především u map středních a malých měřítek, kde je funkce
vrstevnic nedostatečná a kde v hornatých oblastech dochází k jejich přehuštění,
zatímco rovinné oblasti jsou zobrazovány v nedostatečné míře. Pro takovéto oblasti
se nabízí řešení pomocí volby proměnné výškové stupnice, jejíž dílčí intervaly jsou
vztažené k jednotlivým krajinným typům s proměnným max musí platit
)tan(0003.0 max Mi , kde
M ...měřítko mapy
max ...maximální sklon v dané oblasti
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 30
Princip barevné hypsometrie spočívá ve vykreslení vrstevnic ohraničujících typické
výškové intervaly získané z průběhu hypsografické křivky reliéfu. Křivka je
grafickým znázorněním vztahu mezi plochami vrstevnic a jejich nadmořskou
výškou. Plochy mezi sousedními vrstevnicemi se vykrývají barevně. Počet
barevných vrstev a volba barev je dána účelem mapy a členitostí terénu.
Volba výškových stupňů se odvíjí od možného počtu barev (většinou 6-10) a
maximálního rozdílu výšek v území. Ten se modifikuje na rozdíl kót zaokrouhlených
vrstevnic nad nejvyšším a pod nejnižším bodem. Celkový rozdíl se dělí buď lineárně,
nebo velikost dílů roste s nadmořskou výškou. Pro znázornění souše se užívá velikost
intervalů měnící se geometricky, pro oceány ekvidistantně.[3]
Průkopníky metody byli vídeňští kartografové F. von Hauslab (1830) a Peucker
(1898). Hauslab sestavil vyváženou stupnici dle zásady „čím výše, tím temněji“.
Použil barvy od nížin k výšinám: žlutá - světle červená - světle hnědá - olivově
zelená - zelená -modrozelená - fialová - purpurová. Th. E. von Sydow zavedl
konvenční barevnou stupnici regionálních barev, na základě barev převládajících v
přírodě. Ponechal pro vrstvu 200-500 m. n. m barvu bílou, pro nižší vrstvy použil
odstíny zelené a pro vyšší odstíny hnědé. Po úpravách vznikla Sydowova -
Wagnerova stupnice, tj. modrozelená - zelená - žlutozelená - žlutá - žlutohnědá -
oranžovohnědá - hnědá -hnědočervená od nížin k výšinám. Většina autorů stupnic
ponechává modrou barvu ke znázorňování oceánů, dle zásady „čím hlubší, tím
tmavší“.[3]
Sydow také zpracoval první stupnici podle zásady „čím výše, tím světleji“, nejprve
ve stupních šedi a později ve sledu šedá - šedozelená - žlutá - bílá. Nevýhodou je
tmavá barva v nížinách, kde je obvykle mapa hustě zaplněná, hodí se proto zejména
pro horské oblasti bez nížin. [3]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 31
K. Peucker, tvůrce teorie plasticity barev, navrhl spektrálně adaptivní stupnici dle
zásady „čím výše, tím tepleji“. Teorie je založena na prostorovém vjemu spektrální
řady v důsledku různé vlnové délky. Pro stupnici použil barvy obsažené ve spektru a
ve stejném pořadí. Vyloučil koncové červenou a fialovou, které se příliš odlišují od
přírodních barev, a doplnil pro nejnižší stupeň šedou. Stupnice je v tomto sledu: šedá
- šedozelená - modrozelená-zelená - zelenožlutá -žlutá - žlutooranžová - oranžová -
červenooranžová - červená. Peucker navíc k umocnění hypsometrie používal
vzdušnou perspektivu, spočívající ve změně intenzity barev se změnou vzdálenosti.
Ta je způsobena rozptylem a pohlcením světla v atmosféře. V horských oblastech se
užívá sytějších barev a většího jasu oproti nížinným oblastem, kde se volí slabší krytí
navíc s příměsí šedi. E. Imhof zpracoval stupnici s uvážením vzdušné perspektivy:
šedomodrá -modrozelená - zelená - žlutozelená - zelenožlutá - žlutá -světležlutá -
bílá. Jeho stupnice berou na zřetel přirozené barvy terénu a jsou koncipovány ve
světlých tónech, aby při kombinaci barevné hypsometrie se stínováním nesnižovaly
jeho plastické působení.[3]
Obrázek 3.5: Hypsometrické stupnice[3]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 32
3.7. Vrstevnice
Vrstevnice jsou křivky, které na topografické ploše spojují body o stejné nadmořské
výšce. Jsou to půdorysné obrazy průniků hladinových ploch v určitých výškových
intervalech.
Vrstevnice se dále dělí na:
základní – vrstevnice o výšce dělitelné základním vrstevnicovým intervalem.
[8]
hlavní – odpovídá základní vrstevnici, jejíž výška je dělitelná zvoleným
násobkem (zpravidla pětinásobkem) základního vrstevnicového intervalu.
Kreslí se tlustší čarou. [8]
doplňkové – vrstevnice s vrstevnicovým intervalem rovným polovině nebo
čtvrtině základního vrstevnicového intervalu v těch místech mapy, kde
základní vrstevnice dostatečně nevystihuje terénní tvary. [8]
Právě metoda vrstevnic slouží jako podklad pro jiné metody zobrazení reliéfu
(barevná hypsometrie, stínování reliéfu, blokdiagramy) a zároveň dává geometricky
nejpřesnější obraz reliéfu.
Při tvorbě vrstevnic je důležitým faktorem volba intervalu. V topografických mapách
je volen konstantní hodnotou, na zeměpisných mapách se jedná o rozhraní typických
výškových stupňů. Volba intervalu je ovlivněna sklonem v dané mapové oblasti. Je
vycházeno z maximální hodnoty sklonu max a zároveň z minimální zobrazitelné
vzdálenosti mezi dvěma vrstevnicemi zmin, která je funkcí měřítka dané mapy.
Obrázek 3.6: Sklonový trojúhelník [1]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 33
Ve výškopisných podmínkách České republiky je obvykle interval volen v závislosti
na měřítku mapy hodnotou
500/Mi , kde
M ...měřítko mapy
Pro vysokohorské reliéfy uvádí Švýcarský kartograf IMHOF
)tan(log maxnni , kde
max ...maximální sklon
n ...konstanta
s volbou konstanty n
2/11.0 Mn , kde
M ...měřítko mapy
Vrstevnice jsou obvykle vykresleny hnědou barvou a jednotlivým liniím jsou
přiřazeny výškové kóty. Ty jsou po mapě rozptýleně a čitelně umístěny tak, aby
číslice byly vždy orientovány hlavou proti svahu. Kótují se zpravidla zesílené –
hlavní vrstevnice.
Pro snadnější orientaci, jsou vrstevnice doplňovány spádovkami, které dotvářejí
celkový dojem o směru sklonu terénu. Jedná se o krátké čárky (počátky hřbetnic),
které se vykreslují právě v těch místech, kde není směr sklonu jasný. Například
roviny, kde nejsou terénní tvary příliš výrazné, oblasti, kde se nachází vrstevnice o
stejné výšce nebo v okolí vrcholů terénních útvarů. Spádovky jsou kresleny vždy ve
směru kosterních čar.
Zobrazení reliéfu pomocí vrstevnic je nejdůležitější, nejpoužívanější a nejexaktnější
metodou kartografického znázornění výškopisu.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 34
4. Zpracování
4.1. Transformace
Jelikož poskytnuté topografické mapy jsou vyhotoveny v souřadnicovém systému
UTM (N, E) a podklady DMR 5G, získané z českého úřadu zeměměřičského a
katastrálního, jsou vydávány v souřadnicovém systému Jednotné trigonometrické sítě
katastrální (Y, X), bylo nutné souřadnicový systém sjednotit.
K tomuto byla použita funkce, kterou nabízí přímo software OCAD 11 a která
umožňuje velmi jednoduše změnit souřadnicový systém používaných map, viz obr.
4.1. Topografické mapy byly tedy převedeny do systému JTSK. Jelikož není
dohledatelné, jak program při transformaci postupuje, byly v něm pro kontrolu
odečteny identické body před transformací v systému UTM a po transformaci v
systému JTSK. Tyto identické body byly převedeny z UTM do S-JTSK také pomocí
programu MATKART [7], autorů Veverka, Čechurová. Hodnoty byly následně
porovnávány.
Obrázek 4.1: Změna souřadnicového systému, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 35
4.1.1. Postup
Na 4 poskytnutých mapových listech topografické mapy bylo vybráno 9 identických
bodů, rovnoměrně rozložených po celém zájmovém území. Tyto body byly odečteny
v programu OCAD v původním souřadnicovém systému UTM. Následně byla
provedena transformace do systému S-JTSK a body byly opět odečteny. Výsledky
jsou uspořádány v přehledných tabulkách 4.1 až 4.3. Rovinné souřadnice získané
odečtením v UTM byly dále použity jako vstupní hodnoty do programu MATKART
vb99, pro přepočet mezi rovinnými souřadnicemi (N,E) systému WGS 84 s
geografickými souřadnicemi (,) na elipsoidu WGS 84. Výstupním souborem pak
byly textové dokumenty se souřadnicemi identických bodů a ty byly dál použity v
programu MATKART vb105 pro následný převod z geografických souřadnic na
elipsoidu WGS 84 do rovinných souřadnic S-JTSK.
Obrázek 4.2: Volba identických bodů pro transformaci do S-JTSK
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 36
4.1.2. Odečtené a vypočtené hodnoty
Bod
Souřadnice odečtené z OCADu
UTM [m]
E_UTM N_UTM
1 Žandov (budova) 457435,5 5618045,5
2 Horní Libchava (fotb. hřiště) 464474,0 5618015,5
3 Starý Šidlov 473036,0 5618057,5
4 Janovice (budova) 456756,3 5610609,5
5 Podolí (budova) 463533,0 5610615,0
6 zemědělský pozemek 473144,3 5610939,8
7 Ostré 455700,8 5604056,0
8 Loubí 463453,0 5604897,0
9 Staré Splavy 473484,8 5603690,5 Tabulka 4.1: Transformace, souřadnice IB v UTM
Obrázek 4.3: Ukázka uživatelského rozraní SW MATKART, program vb 105
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 37
Bod
OCAD 11 Matkart
S‐JTSK Mezivýpočet – WGS 84 (vb099) S‐JTSK (vb105)
Y [m] X [m] fi lambda Y [m] X [m]
1 735019,8 973889,8 50°42'45,5692'' 14°23'49,6294'' 735019,3 973889,1
2 728046,3 974826,0 50°42'46,3003'' 14°29'48,5178'' 728040,5 974824,0
3 719540,8 975883,5 50°42'49,3171'' 14°37'05,0739'' 719540,8 975883,4
4 736649,5 981179,3 50°38'44,6635' 14°23'18,1301'' 736649,3 981178,7
5 729927,8 982046,3 50°38'46,5106'' 14°29'03,1659'' 729925,7 982044,7
6 720349,3 982959,0 50°38'58,9063'' 14°37'12,4577'' 720348,9 982958,7
7 738539,5 987545,0 50°35'12,2201'' 14°22'27,2067'' 738539,1 987544,3
8 730740,8 987707,8 50°35'41,3791'' 14°29'01,1207'' 730740,5 987707,0
9 720945,3 990192,8 50°35'04,2704'' 14°37'31,6613'' 720943,5 990194,2Tabulka 4.2: Transformace, souřadnice IB v S-JTSK
rozdíl S‐JTSK
Bod ve skutečnosti
v měřítku mapy 1 : 25 000
Y [m] X [m] Y [mm] X [mm]
1 0,49 0,69 0,02 0,03
2 5,84 2,04 0,23 0,08
3 0,03 0,08 0,00 0,00
4 0,22 0,62 0,01 0,02
5 2,10 1,59 0,08 0,06
6 0,45 0,35 0,02 0,01
7 0,36 0,72 0,01 0,03
8 0,35 0,83 0,01 0,03
9 1,79 1,42 0,07 0,06 Tabulka 4.3: Transformace, sorovnání souřadnic IB
4.1.3. Hodnocení
Z tabulky 4.3 jsou patrné rozdíly souřadnic identických bodů při transformaci
provedené přímo v programu OCAD a při transformaci vypočtené programem
MATKART. Rozdíly se pohybují v řádu setin, maximálně desetin milimetrů v
měřítku mapy. Transformaci provedenou přímo programem OCAD tak můžeme
považovat za vyhovující.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 38
4.2. Zobrazení dat
Data digitálního modelu reliéfu jsou ve formě 36 mapových listů, z nichž každý
obsahuje kolem ½ milionu bodů vystihujících terén. Toto nepřeberné množství dat je
velmi náročné na jakoukoliv úpravu a to jak z hlediska softwarového, tak z hlediska
časového. Veškerá práce byla provedena a data byla zobrazována v programu
OCAD, který ač je k těmto procesům přizpůsoben, při některých operacích bylo
potřeba vynahradit si delší časový úsek a nechat program volně pracovat.
Pro představu byla vybrána zhruba polovina dat jednoho mapového listu, která byla
zobrazena pomocí drobných bodů. Na obrázku je znázorněna železniční stanice
města Česká Lípa, napravo je patrná silnice v ulici Mariánská a uprostřed se rozpíná
městský park.
Z obrázku 4.4 můžeme vidět, jak body popisují a utváří městskou krajinu. Můžeme
identifikovat jednotlivé budovy, kde data chybí. Naopak v místech, kde dochází k
terénním změnám, je bodů více a tak vytváří dojem plastické krajiny.
Obr. 4.4: Ukázka dat DMR 5G zobrazených v programu OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 39
4.3. Import DEM
V programu OCAD byly otevřeny mapové listy topografických map a k nim byl
naimportován digitální model reliéfu. Při importu byly najednou vybrány všecky
mapové listy DMR, aby vytvořily jeden spojitý soubor pro následné úpravy. Po
analyzování načtených dat byly vypočteny okraje modelu v souřadnicích, zobrazen
celkový počet načítaných bodů, tedy necelých 27 milionů bodů a odečtena výška
nejvýše a nejníže položeného bodu. Poté byla zvolena velikost buňky 3 m, jelikož
pro mapu v měřítku 1 : 25 000 odpovídá 1 mm celým 25 metrům. Zrovna tak z
hlediska objemného množství dat a času generování DEM, popřípadě následných
operací, které by při velikosti buňky modelu menší než 3 m byly časově výrazně
náročnější. Naopak větší velikost buňky by pro následné operace a průzkumy byla
nevhodná a přesnost by byla nedostatečná.
Následně byl spouštěn import DEM.
Obr. 4.5: Import DEM, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 40
Velikost buňky v OCAD:
Pokud je zdrojový soubor DEM v rastrovém formátu, tedy pokud jsou importovaná
data již ve formě pravidelné mřížky
bodů, je velikost buňky předem
stanovena a po analyzování standardně
nastavena na původní hodnotu. V
případě zdrojových dat, která jsou ve
formě nepravidelných shluků bodů,
umožňuje OCAD velikost buňky
nastavit. Pro tyto body pak program
vyinterpoluje onu pravidelnou mřížku,
na jejímž podkladě bude následně
vytvářet stínování reliéfu, hypsometrii
a další operace, jejichž výstupem je
podkladový obraz ve formátu *.tif.
Na obrázku 4.6 je pro ukázku 3x
zobrazeno stejné území kolem
Robečského potoka, pod stejným
přiblížením. Jedná se o stínovaný
reliéf vyhotovený na třech elevačních
modelech s různě zvolenou velikostí
buňky. Na prvním byla volena velikost
buňky 0,5 m, na druhém 3 m a na
spodním pro ukázku 25 m. Zatímco v
prvním případě se i s čtyřnásobným
zvětšením krajina jeví jako ostrá, jsou
viditelné veškeré zlomy či vrcholy, na
posledním obrázku jsou rozeznatelné pouze jednotlivé pixely.
Obr. 4.6: Velikost buňky
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 41
4.4. Vrstevnice
Jedna z prvních funkcí programu OCAD, nacházející se v menu určeném speciálně
pro digitální elevační modely, je tvorba vrstevnic. Program vygeneruje z modelu
reliéfu požadované vrstevnice.
4.4.1. Postup
Zadány jsou parametry rozestupu hlavních, základních a doplňkových vrstevnic
spolu s výběrem linií, kterými mají být zobrazeny. Jelikož vrstevnice zobrazené na
poskytnuté topografické mapě jsou v intervalech 50 m – hlavní, 10 – základní
a 2,5 m doplňkové, byly voleny stejné intervaly. Dále byla nalezena hodnota
nejnižšího a naopak nejvýše položeného bodu, mezi kterými se budou vrstevnice
generovat. Ty je možné pozměnit a určit tak pouze vrstevnice v tom rozmezí, o které
máme zájem. Po zadání těchto hodnot byl vypočten celkový počet vrstevnic, které se
budou vytvářet, tedy 153, viz. obrázek 4.7.
Jelikož DMR obsahuje bezmála 27 milionů bodů je tvorba vrstevnic velmi složitý a
časově náročný proces. Celá operace trvala několik hodin, kdy bylo třeba nechat
počítač volně běžet a ničím jiným ho nezatěžovat. Výsledkem jsou vygenerované
vrstevnice, které byly načteny do jednoho souboru s vrstevnicemi zakreslenými v
turistické mapě, pro možnost jednoduchého porovnání. [Příloha II]
Obr. 4.7: Tvorba vrstevnic, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 42
Pro jednoznačnost byly odlišeny barevně. Vrstevnice určené digitálním modelem
reliéfu jsou zobrazeny červenou barvou, hlavní silnou linií, doplňkové čárkovanou.
Vrstevnice přejaté z topografické mapy byly pro názornost zabarveny modře.
4.4.2. Hodnocení
V místech, kde krajina není komplikovaná a kde nejsou žádné výrazné prudké
terénní změny, tedy převážně v oblasti pozvolně se zvedajících kopců, na sebe
vrstevnice sedí. Vzdálenost mezi dvojicí sobě odpovídajících vrstevnic se stejnou
nadmořskou výškou, se zde pohybuje všude kolem 35 metrů, tedy v měřítku mapy
jednoho až dvou milimetrů. Jen na samotném vrcholu jednoho z kopců, jsou od sebe
vrstevnice o výšce 360 m vzdáleny 95 m, tedy téměř 4 mm. Také v oblasti vřesovišť
se rozdíly pohybují v rozmezí 20 m až 30 m, tedy zhruba jednoho milimetru.
V jižní části řešené oblasti, konkrétně u Dolského potoka, v jehož okolí se v místních
lesích nachází spousta skalních útvarů, se již liší více. Vrstevnice vygenerované z
modelu terénu jsou zde posunuty severním směrem ve vzdálenosti 70 až 90 metrů,
tedy kolem 4 mm v měřítku mapy.
Výsledné vygenerované vrstevnice z DMR 5G s vyobrazenými vrstevnicemi
turistické mapy jsou přílohou II.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 43
4.4.3. Ukázka výsledných vrstevnic – srovnání
Obr. 4.8: Srovnání vrstevnic, Kozelský hřeben
Obr. 4.9: Srovnání vrstevnic, okolí Dolského potoka
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 44
4.5. Hypsometrie
Jednou z hlavních možností vyjádření výškopisu s pomocí dat digitálního modelu
reliéfu je hypsometrická mapa.
Barevná hypsometrie je kartografická technika znázornění terénního reliéfu na mapě
pomocí vrstevnic a plošného vybarvení jednotlivých výškových vrstev mezi nimi.
Jde o znázornění nadmořské výšky v mapě metodou vyplnění barevných ploch. [8]
4.5.1. Postup
4.5.1 2. Automatická hypsometrie v OCAD
Jedna z funkcí, kterou program nabízí při manipulaci s daty DEM, je i možnost
vytvoření této hypsometrické mapy. Zde jsou veškeré hodnoty automaticky
přednastaveny, není zde dovoleno ovlivnit barevnost ani výškové úrovně pro
hypsometrickou stupnici. Je zde pouze možnost výběru mezi barevnou mapou či
hypsometrií vytvořenou ve stupních šedi. Vygenerován je tak rastrový soubor
vysokého rozlišení ve formátu *.tif, který je automaticky nahrán jako podkladová
mapa.
V obou případech, jak v šedé, tak v barevné hypsometrické mapě, jsou jednotlivým
buňkám na mřížce, která byla vytvořena při importu dat, přiřazeny odpovídající
odstíny barev dle příslušných výšek. Buňkám s nejnižší hodnotou je přiřazena barva
Obr. 4.10: A
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 45
černá resp. modrá, která s rostoucí nadmořskou výškou postupně přechází přes
odstíny šedi či barevné spektrum v bílou resp. červenou barvu, určující samotný
nejvyšší bod.
4.5.1.2. Klasifikace výškopisných dat
Barva je jedním z nejdůležitějších vyjadřovacích prostředků mapy. Je součástí všech
jejich prvků a plní informační i estetickou funkci. Správná volba barev zabezpečuje
rychlou orientaci čtenáře a správný výklad informací, které má mapa podat a je
jedním z nejobtížnějších úkolů kartografické tvorby. [6]
Proto by při snaze vyjádřit terénní reliéf hypsometrií na mapě s turistickým
zaměřením, kde je třeba, aby mapa vypadala přirozeně a byly dodrženy kartografické
zásady, nebyla pro výslednou mapu automaticky generovaná hypsometrie dostatečně
vhodná.
Navazující možností na funkci vytvoření hypsometrické mapy, která z ní plynule
vychází a kterou nyní nově umožňuje také OCAD 11, je rozdělení terénu do
výškových tříd a jejich barevné oddělení. Tedy klasifikace dat. Jedná se o vytvoření
hypsometrické mapy, kde je možnost navolit vlastní barevné rozložení, které je
přiřazeno třídám obsahující buňky určené nadmořské výšky a tím je docíleno
plynulého přechodu od nejníže položeného bodu až k vrcholům kopců a zároveň je
krajina vyjádřena v barvách jí odpovídajících a přirozených.
Automatická generace
Při klasifikaci dat a vytvoření podkladového souboru rastrového formátu, OCAD
nabízí opět možnost automatické generace mapy v barvách šedi. Je zde ovšem na
výběr, zda přechod barev bude lineární, či kvadratický. A to kvadraticky negativní či
pozitivní. Výsledky jsou uvedeny na obrázcích 4.11, 4.12 a 4.13.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 46
Obr. 4.11: Hypsometrická mapa, metoda lineární
Obr. 4.12: Hypsometrická mapa, metoda kvadraticky pozitivní
Obr. 4.13: Hypsometrická mapa, metoda kvadraticky negativní
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 47
Manuální nastavení
Zajímavější volbou této funkce je manuální barevná klasifikace, kde je nastaveno
vlastní barevné rozložení a vlastní výškové intervaly (jednotlivé třídy), kterým budou
barvy příslušet. Pro každou třídu je tak přidělena barevná škála, určená počáteční
barvou pro nejnižší bod intervalu a koncovou barvou pro bod s hodnotou nejvyšší.
Při vytváření hypsometrické mapy je tedy možnost jednotlivým, rovnoměrně
rozděleným, intervalům přiřadit pouze jeden typ barevného odstínu, čímž může být
opticky nahrazena funkce vrstevnic, které budou tvořeny hranicemi mezi odstíny.
Také je možnost navolit intervaly nerovnoměrně dle reliéfu krajiny a těm pak přiřadit
vlastní barevnou škálu. Například tedy výškově určit oblast hor a přiřadit škálu od
tmavě žluté až po světle hnědou a to samé pro oblast nížin či měst.
Obr. 4.14: Hypsometrická mapa, klasifikace dat, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 48
Volba barev, intervalů:
V prvním případě byl terén rozdělen do intervalů po 25 výškových metrech a těm
byly přiděleny jednotlivé odstíny. Tyto intervaly byly voleny záměrně v
pravidelných rozestupech, kvůli možnosti nahrazení chybějících vrstevnic
viditelnými liniemi mezi barevnými předěly. Zároveň zkoumaná turistická mapa není
tak velkého rozsahu ani malého měřítka, aby nebylo možné volit jednotný interval
vrstevnic, kvůli jejich případnému přehuštění ve strmých svazích či nedostatečnému
vyjádření níže položených oblastí. Na zadaných turistických mapách jsou zobrazeny
hlavní vrstevnice po 50 výškových metrech, základní po 10 m. Tedy je zde
především snaha o vytvoření plastičnosti terénu.
Pro oblasti, kde se nachází potoky a města, byla volena velmi světlá barva šedivého
až lehce žlutavého odstínu pro vrchoviny, aby co nejméně zatěžovala vyhotovenou
turistickou mapu, na které se nachází plošné objekty s vlastním barevným určením.
Dále barvy přechází: žlutohnědá - oranžovohnědá – béžová – hnědá – hnědočervená.
Barvy byly voleny dle stupnice Sydowa. Při vytvoření podkladové mapy s jinými
barevnými odstíny dojde ke kombinování barev a narušení výsledného efektu.
Obr. 4.15: Hypsometrická mapa, barevné rozložení I
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 49
V druhém případě, plynulého přechodu barev, byly voleny nerovnoměrné intervaly.
Pro interval měst a rovin byla navolena světle šedá až lehce žluto-zelená barva, opět
ze stejného výše uvedeného důvodu, ta plynule přechází do žlutého odstínu pro
vrchoviny, který se postupně mění v hnědou barvu, určující hornatiny.
4.5.3. Hodnocení
Hodnocení automatické hypsometrie:
Vytvoření hypsometrické mapy, pomocí dat digitálního modelu reliéfu, považuji za
užitečné při samotném procesu vytváření turistické mapy. I přes zcela automatické
nastavení této funkce v programu OCAD, mapy dobře charakterizují terén a jsou tak
vhodné především k rozpoznávání výškových změn terénu. Jsou zde dobře patrná
koryta potoků, což může být velmi přínosné například při zakreslování vodstva.
Zrovna tak umožňuje snadnější orientaci při hledání vrcholů kopců. Proto možnost
vytvoření hypsometrické mapy z dat DEM hodnotím jako zdařilou pomoc při
samotné tvorbě turistické mapy, nikoliv však jako vhodnou možnost užití do
výsledné mapy.
Obr. 4.15: Hypsometrická
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 50
Hodnocení hypsometrické mapy s manuální klasifikací:
Klasifikace dat a následné vytvoření hypsometrické mapy, je pro možnost zobrazení
reliéfu dat DMR velice důležitou operací. Její pomocí je vytvořen prostorový dojem,
umožňuje rychlou prostorovou orientaci, pouhým pohledem na mapu si čtenář může
udělat rychlou představu o terénu.
Jak již bylo řečeno, je tato metoda užívána u map středních a především malých
měřítek, kde by funkce vrstevnic byla nedostatečná.
Pro tvorbu turistické topografické mapy v měřítku 1 : 25 000 vidím velký přínos této
metody. Výškové určení je patrné na první pohled. Jediným problém zde může být
přílišné přetížení obsahu mapy, kde je zobrazeno mnoho informací a je tak důležité,
aby podkladová mapa byla nenáročná a světlá, převážně v oblastech měst a prvky
mapy byly hypsometrii přizpůsobeny.
Pouhá hypsometrie vytvořená pomocí SW OCAD mi však pro turistickou mapu
přijde nedostatečná a doporučovala bych jí spíše v kombinaci s vybranými
vrstevnicemi, aby více vynikly jednotlivé přechody mezi výškovými rozdíly a čtenář
mohl lépe určit výšku daného místa.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 51
4.5.4. Výsledné hypsometrické mapy
Automatická generace:
Obr. 4.16: Černobílá hypsometrická mapa, automatická generace
Obr. 4.17: Barevná hypsometrická mapa, automatická generace
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 52
Manuální nastavení:
Obr. 4.18: Hypsometrická mapa I, manuální volba barev
Obr. 4.18: Hypsometrická mapa II, manuální volba barev
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 53
4.5.5. Změny topografické mapy
Vytvořením hypsometrické podkladové mapy došlo ke kombinování barev podkladu
s plošnými objekty na topografické mapě. Nejvíce zastoupeným plošným symbolem
na této mapě je lesní porost, kterému je přidělena zelená barva a který tak ruší
optický prostorový vjem vytvořené hypsometrie. Proto byla lesní plocha znázorněna
zelenými šrafy, pod kterými je i nadále patrné barevné rozložení hypsometrie a je tak
zachován prostorový efekt, avšak zůstane patrné rozložení lesů.
Ostatní plošné objekty již nebyly takového rozsahu, aby narušovaly optický dojem
hypsometrie a tak byly ponechány.
Dalším podstatným a časově náročným zásahem do stávající mapy, pak musí být
kontrola všech popisů a dalších kartografických symbolů a znaků, případně jejich
přesun či jiná drobná úprava, aby mapa neztratila na čitelnosti a přehlednosti a byly
dodrženy kartografické zásady.
Jelikož došlo i tak k celkové změně odstínů a mapa působí opticky tmavě, byla
volena pro výslednou mapu viditelnost podkladu 75 procent.
Obr. 4.20: Ukázka změny odstínu lesního porostu
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 54
4.6. Stínování reliéfu
4.6.1. Postup
Tato funkce nám umožňuje vytvořit dojem plasticity reliéfu, pomocí jeho stínování.
Zároveň nám tím však umožňuje zviditelnění obrysů objektů, nacházejících se na
snímcích, což nám může o terénu mnohé prozradit. Jsou tak patrné cesty, koryta řek,
pole či louky, ale i pozůstatky po budovách, které byly při tvorbě DMR z dat
leteckého laserového skenování odstraněny.
Při tvorbě stínovaného reliéfu v programu OCAD 11 je možno vybrat ze dvou
metod: samotné stínování svahů či stínování svahů v kombinaci se šikmým
osvětlením, což dodá podkladu jemnost a potřebné zesvětlení. V obou případech lze
nastavit azimut (z jaké světové strany bude reliéf osvětlován – standardně je zde
nastavených 315°, tedy severozápadní směr), sklon (pod jakým úhlem bude
osvětlován – standardně 45°) a nakonec funkce zveličení, kde si můžeme pohrát s
dojmem plasticity. Jde v podstatě o nastavení jak moc opticky zvlnit (nechat
vystoupit) reliéf. Vyhotovený stínovaný reliéf se v OCADu uloží opět jako obrázek
ve formátu *.tif, který se dá kdykoliv nahrát a zobrazit jako podkladová mapa.
Obr. 4.21: Stínovaný reliéf, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 55
4.6.1.1. Stínování svahů
Při použití jednoduchého stínování svahů s přednastavenými standardními
hodnotami, dostaneme snímek, ze kterého je možné velmi dobře určovat jednotlivé
prvky krajiny. Vytvořená plastická mapa tak byla otevřena jako podklad v turistické
mapě. Ukázky jsou uvedeny na obrázcích 4.22, 4.23, 4.24 a 4.25, z nichž můžeme
velmi dobře pozorovat, jak digitální model reliéfu odpovídá turistické mapě. Jsou zde
například jasně patrné aleje stromů či skalní útvary. Také daná koryta potoků, ale i
samotné potoky či budovy a křižovatky.
Obr. 4.22: Stínování svahů - aleje stromů, vřesoviště
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 56
Obr. 4.23: Stínování svahů - koryto potoka
Obr. 4.24: Stínování svahů - skalní útvary, potok
Obr. 4.25: Stínování svahů - město
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 57
4.6.1.2. Stínování svahů kombinované se šikmým osvětlením
Pro využití stínování reliéfu jakožto podkladu pro turistickou mapu je doporučený
druhý způsob vytváření stínování reliéfu, tedy stínování svahů v kombinaci se
šikmým osvětlením. Jelikož topografická turistická mapa, kde je zobrazen celý
polohopis, je již dost zaplněna informacemi, vytvořený podklad ze stínování svahů se
šikmým osvětlením je o poznání světlejší, tudíž mapu tolik nezatěžuje a dovoluje
přehlednější a jednodušší orientaci na mapě, doplněnou o jednoduchý prostorový
efekt.
Při hledání vhodného podkladu bylo vypracováno a vyzkoušeno několik možných
variant. Avšak pro turistickou mapu byla nakonec ponechána doporučená volba
stínování reliéfu v kombinaci se šikmým osvětlením a automaticky přednastavenými
parametry.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 58
4.6.2. Hodnocení
Stínování reliéfu bylo vytvořeno jako podklad turistické mapy pro dotvoření
prostorového vjemu. Samotné stínování, jakožto jediné určení výšek v mapě je
nedostatečné, ale v kombinaci s jiným výškovým vyjádřením, tedy s vrstevnicemi
nebo s hypsometrií, je velmi vhodné. Pomáhá dotvořit plastický vjem, vytváří dojem
osvitu terénu a stíny v místech, kde je terén členitější. Zároveň bylo velmi důležité
najít takový podklad, který bude vhodný k turistické mapě, která je zaplněna
informacemi. Tedy aby co nejméně zatěžoval dané území, ale aby mu přesto byl
ponechán prostorový dojem.
Při tvorbě podkladu pro turistickou mapu tak bylo vybráno doporučené stínování
reliéfu v kombinaci se šikmým osvětlením, kde bylo ponecháno automatické
nastavení (azimut 315°, sklon 45°, zveličení 4) z důvodu navození co nejvíce
přirozeného dojmu z osvětlené krajiny a zároveň proto, aby výsledný podklad byl
přehledný.
Pomocí stínování reliéfu můžeme také krom celkového reliéfu určovat jednotlivé
prvky mapy. Jsou zde dobře patrná koryta potoků, potoky, skalní útvary, aleje
stromů, pole či louky, ale také cesty, budovy a další terénní změny, což může být
opět nápomocno při tvorbě samotné mapy.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 59
4.6.3. Výsledná mapa
Obr. 4.26: Stínování v kombinaci se šikmým osvětlením
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 60
4.6.4. Změny topografické mapy
Díky stínování reliéfu jsou na mapě dobře patrné i drobné terénní změny. Jelikož
turistická mapa obsahuje symboly charakterizující terénní útvary, dochází ke střetu
těchto typů vyjádření reliéfu.
Je zde možnost vynechání symbolů určujících terénní útvary, avšak tím docházení k
ochuzení informační složky mapy. Na druhou stranu je zde nahrazení těchto symbolů
v podobě plastického terénu a tak jsou zde jednotlivé útvary stále patrné. Nelze pak
ovšem přesně charakterizovat konkrétní skalní stěnu, terénní sráz či násep okolo
potoka apod.
Další možností je ponechat veškeré symboly, avšak mapu je potřeba upravit tak, aby
výškopisné složky byly sobě odpovídající a především, aby mapa neztratila na
čitelnosti a přehlednosti a nebyla příliš zatížena.
Vhodnou možností je volba velmi světlého odstínu vytvořené podkladové mapy.
Toho je docíleno pomocí funkce Draft mode, kde se dá nastavit průhlednost
podkladové mapy i průhlednost kreslené vektorové mapy. Je zde možnost navolit
slabší viditelnost pro stínovaný reliéf takovým způsobem, aby byl zachován vzniklý
dojem plastického terénu a zároveň nebylo třeba úprav ani ve složitých oblastech. V
tomto případě pak není třeba ani úprav popisů.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 61
Obr. 4.27: Srovnání vrstevnic a stínování reliéfu
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 62
4.7. Výpočet sklonu terénu
Další neméně podstatnou funkcí při práci s daty digitálního elevačního modelu,
kterou také nabízí OCAD 11, je možnost výpočtu sklonu svahu, neboli gradientu.
Pojem gradient vyjadřuje v obecném smyslu slova směr růstu, zde je tedy vypočten
směr a velikost změny sklonu povrchu, což je vyjádřeno pomocí tónování - ve
stupních šedi. Tato funkce je ve výsledku velmi podobná samotnému stínování
reliéfu, avšak zde jsou patrné změny reliéfu nezávisle na zvoleném azimutu či sklonu
osvětlení. Zároveň také můžeme dosáhnout plasticity reliéfu, aniž bychom
vyhotovenou turistickou mapu zatěžovali přílišným podbarvením či mohutnou
sytostí, jakožto u stínování reliéfu bez šikmého osvětlení.
4.7.1. Postup
OCAD nabízí opět dvě možnosti způsobu využití této funkce. První možností je
kontinuální vykreslení sklonu pomocí odstínů šedi se zadaným rozsahem od 0°do
libovolného sklonu, tedy postupné stínování od bílé až po černou barvu, limitovanou
zadaným sklonem. Na obrázku 4.30 je vyobrazena tato varianta s krajní hodnotou
45°. Druhou možností je pak využití pouze černé / bílé barvy a navolení mezní
hodnoty. Menší sklon bude vykreslen pouze bílou barvou, větší, než zadaná mezní
hodnota, bude vykreslen pouze černě, bez stínování. Tato funkce nám opět umožňuje
poznat samotný terén, například nám může pomoci rozpoznat útesy či skalní stěny.
Na obrázku 4.31 je zobrazena tato varianta, kde byla vybrána mezní hodnota 30°,
můžeme zde vidět prudké svahy a skalní stěny kolem koryt potoků i rozmístěné po
krajině.
Obr. 4.28: Výpočet sklonu svahu, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 63
4.7.2. Hodnocení
Stejně jako stínování reliéfu i výpočet gradientu nám umožňuje vytvořit prostorový
dojem. Na rozdíl od stínování jsou zde ovšem patrné cesty i vyvýšeniny či zlomy
reliéfu nezávisle na voleném azimutu či sklonu osvětlení. Jsou tak více viditelné
prudké terénní změny malého rozsahu, které při stínování zaniknou. Na obrázku 4.29
je zobrazena stejná část území v prvním případě pomocí stínování reliéfu, v druhém
je vypočten gradient. Cesta vedoucí přes zobrazené území je v prvním případě velmi
špatně viditelná, ovšem pomocí gradientu dobře patrná.
Díky možnosti zobrazit velký sklon terénu je tato funkce užitečná pro klasifikaci
terénu. Tedy pro určení skalních stěn, útvarů či prudkých terénních změn, což je opět
vhodné při tvorbě turistické mapy.
Výpočet gradientu a jeho plynulé vykreslení může zastoupit funkci stínování reliéfu,
avšak pro tvorbu turistické mapy byla pro vytvoření prostorového dojmu vybrána
funkce stínování a to především kvůli věrnosti zobrazení a přirozenému dojmu,
jelikož lidské vnímání je učené na osvit ze severozápadní strany.
Obr. 4.29: Srovnání stínování reliéfu a výpočtu sklonu svahu
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 64
4.7.3. Výsledné mapy
Obr. 4.30: Výpočet sklonu svahu, plynulý barevný přechod
Obr. 4.31: Výpočet sklonu svahu, zobrazení černá/bílá
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 65
4.8. Tvorba profilu
Velmi praktickou funkcí OCADu při tvorbě turistické mapy za využití digitálního
elevačního modelu, je možnost vytvoření profilu vybrané trasy. Ne při tvorbě
samotné mapové části, ale jako další kompoziční nadstavbový prvek mapy
informačního charakteru pro dané území.
4.8.1. Postup
V OCADu lze vybrat danou trasu, tedy jednu spojitou linii a na ní provést
vyhodnocení profilu terénu. Pro mapu Máchova kraje byla vybrána část turistické
červené trasy, vedoucí z Blíževedel do Holan, s malou odbočkou přes kopec Ronov a
část žluté, začínající u rozcestníku, kde navazuje na stávající červenou turistickou
značku – u Vojenského rybníku a končící na autobusovém nádraží v České Lípě.
Byly tak vytvořeny dva profily.
Automaticky vygenerovaný profil nám ukáže délku, celkové stoupání i klesání trasy,
počáteční a koncovou výšku či nejnižší resp. nejvyšší bod na trase. Je zde možné
zvolit faktor výšky, kterým ovlivňujeme měřítko horizontální osy grafu a dále
výškové a délkové rozlišení, které má vliv na výpočet celkového klesání a výstupu a
měřítko ve kterém bude graf zobrazen (zde je také možnost automatické volby). Toto
měřítko nám umožňuje, v případě více vytvořených profilů, zachovat stejné poměry
převýšení a tedy možnost hned na první pohled určit náročnost vyznačených tras. Pro
tvorbu profilů bylo vybráno měřítko 1 : 100 000.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 66
Obr. 4.32: Profil - červená trasa, automatická generace
Obr. 4.32: Profil - žlutá trasa, automatická generace
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 67
OCAD 11, na rozdíl od svých starších předchůdců, nyní také dovoluje exportovat
profil vybrané trasy do formátu *.OCD nebo ho přidat přímo do mapy. V obou
případech tak máme možnost samotný profil manuálně upravit a to jak barevně, tak
například změnou linií či popisů.
Další výhodou tohoto postupu je možnost přidání vybraných, turisticky zajímavých
míst na trase i s jejich pojmenováním a možnost vypočítat, kromě vzdálenosti od
startu, také přibližnou dobu, za kterou turista k místu dorazí. Vybraná místa jsou tak
v grafu vyznačena, je zde uveden popis a také značka, jakou je daný objekt
zobrazován v mapě (např. kostel, zřícenina apod.).
Obr. 4.33: Profil, SW OCAD
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 68
V OCADu se na vybranou linii turistické trasy přidají záchytné body, při vložení
profilu do mapy je nejprve zvolena šablona, ze které se do profilu načítají užité
symboly vybraných míst. Na žluté turistické trase byl pojmenován počáteční a
koncový bod, mezi nimi pak 4 významné oblasti či zajímavá místa, jimiž trasa
prochází. Na červené trase byly mezi počátečním a koncovým bodem voleny tři
významné zastávky, kterým byly přiřazeny dané symboly z mapy. Oba profily byly
vloženy do mapy opět v měřítku 1 : 100 000 a následně upraveny. Žlutá turistická
trasa je vyobrazena žlutou barvou, červená červenou.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 69
4.8.2. Hodnocení
Tvorbu profilů považuji za velmi přínosný doplněk turistické mapy. Z vytvořených
profilů tras je na první pohled patrná jejich náročnost, což leckterý turista zajisté
ocení.
Pro srovnání byla mnou zvolená trasa žluté turistické cesty vyhledána také na
webovém portálu mapy.cz [11], kde byl vytvořen shodný profil. Profil trasy z
programu OCAD 11 je znázorněn žlutou plochou s černou lemovkou a pomocí
průhlednosti je na něm zobrazen červenou linií profil ze serveru mapy.cz [11].
Profily jsou v podstatě totožné krom menších nesrovnalostí, jediný větší rozdíl se
vyskytuje na zhruba sedmém kilometru trasy, kde došlo k odchýlení žluté turistické
značky. Ta na portálu mapy.cz [11] vede blíže k Mnišské hoře, zatímco na
poskytnuté topografické mapě trasa prochází kolem vesnice Bořetín.
Obr. 4.34: Srovnání profilů z OCAD a z portálu mapy.cz [11]
Obr. 4.35: Trasa zobrazená v turistické mapě a dle portálu mapy.cz [11]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 70
4.8.3. Výsledné profily
Obr. 4.36: Profil – červená trasa, manuální nastavení
Obr. 4.37: Profil - žlutá trasa, manuální nastavení
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 71
4.9. Porovnání výšek DMR a TM
Pro určení vhodnosti užití DMR k tvorbě topografické turistické mapy bylo
především zjišťováno, jak digitální model reliéfu výškově odpovídá poskytnuté
vyhotovené mapě. V rámci diplomové práce tak došlo k porovnávání výškových
bodů odečtených z topografické mapy pomocí vrstevnic a bodů načtených z
digitálního modelu reliéfu a to několika způsoby.
4.9.1. Postup
Porovnání vrstevnic:
Byly vybrány reprezentativní vrstevnice, jejichž průběh je spojitý a na nich byly
odečítány body v pravidelných intervalech, které byly porovnávány s výškou danou
modelem reliéfu. To bylo vyhotoveno na vybraných vrstevnicích po 50ti metrech.
Tyto vrstevnice se nachází převážně v západní části řešené oblasti, kde je kopcovitý
terén a vrstevnice tak krásně vystihují krajinu. Odečítané body jsou označeny
čtyřciferným číslem, kde první dvě číslice znamenají výšku použité vrstevnice (tzn.
bod 30XX leží na vrstevnici s výškou 300), druhé pak pořadí bodu na ní určeného.
Pro východní část oblasti, kde se nachází především rybníky, vodstvo a nížiny a
zrovna tak v místech vřesovišť či skalnatých úseků, kde jsou vrstevnice zobrazeny
jen krátkými úseky linií, byly vybrány náhodné body na různých vrstevnicích tak,
aby rovnoměrně zaplňovaly zbývající krajinu. Tyto body jsou označeny stejným
způsobem jako v předchozím případě, v oblasti vodstva a nížin mají body místo
prvních dvou číslic uvedenou zkratkou „VN“ (výška odečítané vrstevnice je pak
uvedená v tabulce zvlášť), v místě vřesovišť jsou pak první dvě číslice nahrazeny
stejným způsobem písmeny „Vr“. I pro oblast města a blízkého okolí byly vybrány
rovnoměrně rozmístěné body ležící na vrstevnicích, ty jsou označeny písmenem „M“
a číslem příslušného bodu. Rozložení odečítaných bodů je uvedeno na obrázku 4.38.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 72
Obr. 4.38: Rozložení odečítaných bodů na vrstevnicích
Obr. 4.39: Ukázka vybraných bodů na vrstevnicích
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 73
Porovnání vybraných výškových kót vrcholů:
V tomto případě bylo vybráno cca 20 rovnoměrně rozmístěných výškových kót
výraznějších kopců, po celém území. V bodě kóty byly určovány souřadnice S-JTSK
a následně výška odečtená z modelu reliéfu. Dále byl nalezen vrchol kopce dle DMR
(také za pomoci hypsometrie či stínování reliéfu) a určeny jeho souřadnice pro
porovnání.
Obr. 4.40: Vybrané výškové kóty
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 74
4.9.2. Odečtené a vypočtené hodnoty
4.9.1.1. Vrstevnice
Vrstevnice, kde byl sledován průběh a hodnoty odečítány v pravidelných intervalech:
Vrstevnice 250 (kopec)
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
2501 249,9 ‐0,1
2502 250,4 0,4
2503 250,5 0,5
2504 249,3 ‐0,7
2505 249,7 ‐0,3
Tabulka 4.4: Porovnání výšek, body odečtené na vrstevnicích o výšce 250 m
Vrstevnice 300 (kopec) Vrstevnice 300 (kopec)
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
3013 301,8 1,8 3029 300,6 0,6
3014 300,4 0,4 3036 299,3 ‐0,7
3015 298,3 ‐1,7 3037 299,3 ‐0,7
3016 299,8 ‐0,2 3038 300,2 0,2
3017 298,4 ‐1,6 3039 300,3 0,3
3018 298,6 ‐1,4 3040 300,3 0,3
3019 300,7 0,7 3041 300,0 0
3020 297,8 ‐2,2 3042 299,4 ‐0,6
3021 300,6 0,6 3043 297,8 ‐2,2
3022 299,3 ‐0,7 3044 300,0 0
3023 298,7 ‐1,3 3045 297,3 ‐2,7
3024 296,8 ‐3,2 3046 299,5 ‐0,5
3025 299,1 ‐0,9 3047 297,2 ‐2,8
3026 301,7 1,7 3048 299,9 ‐0,1
3027 299,4 ‐0,6 3049 300,5 0,5
3028 298,6 ‐1,4 3050 301,3 1,3
Tabulka 4.5: Porovnání výšek, body odečtené na vrstevnicích o výšce 300 m
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 75
Vrstevnice 350 m (kopec) Vrstevnice 350 m (kopec)
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
3501 351,5 1,5 3518 352,8 2,8
3502 352,3 2,3 3519 349,7 ‐0,3
3503 350,1 0,1 3520 349,4 ‐0,6
3504 351,1 1,1 3521 350,6 0,6
3505 351,1 1,1 3522 351,4 1,4
3506 351,2 1,2 3523 353,0 3,0
3507 349,0 ‐1,0 3524 342,4 ‐7,6
3508 348,7 ‐1,3 3525 347,7 ‐2,3
3509 351,2 1,2 3526 350,1 0,1
3510 350,3 0,3 3527 353,4 3,4
3511 349,7 ‐0,3 3528 352,4 2,4
3512 349,1 ‐0,9 3529 355,4 5,4
3513 347,4 ‐2,6 3530 351,2 1,2
3514 349,8 ‐0,2 3531 352,6 2,6
3515 349,4 ‐0,6 3532 351,3 1,3
3516 348,1 ‐1,9 3533 350,5 0,5
3517 350,7 0,7
Tabulka 4.6: : Porovnání výšek, body odečítané na vrstevnicích o výšce 350 m
Vrstevnice 400 (kopec)
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
4001 403,5 3,5
4002 403,6 3,6
4003 399,4 ‐0,6
4004 401,9 1,9
4005 399,9 ‐0,1
4006 401,9 1,9
4007 400,2 0,2
4008 400,4 0,4
4009 400,4 0,4
4010 398,9 ‐1,1
4011 399,1 ‐0,9
4012 400,5 0,5
Tabulka 4.7: Porovnání výše, body odečítané na vrstevnicích o výšce 400 m
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 76
Vrstevnice 450 (kopec)
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
4501 448,8 ‐1,2
4502 450,2 0,2
4503 448,7 ‐1,3
4504 446,3 ‐3,7
4505 450,2 0,2
4506 450,8 0,8
4507 449,4 ‐0,6
4508 451,8 1,8
4509 448,8 ‐1,2
4510 447,8 ‐2,2
4511 444,9 ‐5,1
4512 450,4 0,4
4513 450,3 0,3
4514 451,2 1,2
Tabulka 4.8: Porovnání výšek, body odečtené na vrstevnicích o výšce 450 m
Vrstevnice 550 (kopec)
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
5501 549,8 ‐0,2
5502 550 0
5503 546,9 ‐3,1
5504 542,4 ‐7,6
5505 544,4 ‐5,6
Tabulka 4.9: Porovnání výšek, body odečítané na vrstevnicích o výšce 550 m
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 77
Náhodně vybrané vrstevnice pro doplnění rovnoměrného rozložení bodů v krajině:
Město Česká Lípa
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
vrstevnice [m] rozdíl [m]
M1 260,0 260 0,0
M2 269,2 270 ‐0,8
M3 330,2 330 0,2
M4 279,7 280 ‐0,3
M5 260,1 260 0,1
M6 260,3 260 0,3
M7 270,4 270 0,4
M8 258,9 260 ‐1,1
M9 244,3 245 ‐0,7
M10 246,7 245 1,7
M11 250,7 250 0,7
M12 249,2 250 ‐0,8
M13 250,0 250 0,0
M14 280,8 280 0,8
M15 259,3 260 ‐0,7
M16 280,0 280 0,0
M17 320,4 320 0,4
M18 250,0 250 0,0
M19 260,2 260 0,2
M20 259,9 260 ‐0,1
M21 269,7 270 ‐0,3
Tabulka 4.10:Porovnání výšek, body odečtené v okolí města a ve městě Česká Lípa
Vřesoviště
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
vrstevnice [m] rozdíl [m]
Vr1 269,4 270 ‐0,6
Vr2 261,7 260 1,7
Vr3 270,5 270 0,5
Vr4 269,9 270 ‐0,1
Vr5 289,6 290 ‐0,4
Vr6 270,4 270 0,4
Vr7 279,6 280 ‐0,4
Tabulka 4.11: Porovnání výšek, body odečtené v oblasti vřesovišť
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 78
Vodstvo, terén
číslo bodu
odečtená hodnota DMR
[m]
vrstevnice [m]
rozdíl [m]
poznámka
VN1 259,8 250 9,8 koryto – Robečský potok
VN2 267,0 250 17,0 koryto – Robečský potok
VN3 289,0 290 ‐1,0 koryto – Robečský potok
VN4 255,1 250 5,1 koryto – Robečský potok
VN5 255,2 250 5,2 koryto – Robečský potok
VN6 248,4 250 ‐1,6 koryto – Robečský potok
VN7 261,1 260 1,1 koryto – Robečský potok
VN8 257,4 260 ‐2,6 terén
VN9 258,4 260 ‐1,6 terén
VN10 260,0 260 0,0 terén
VN11 257,5 260 ‐2,5 Novozámecký rybník – kolem
VN12 259,8 260 ‐0,2 Novozámecký rybník – kolem
VN13 260,5 260 0,5 Novozámecký rybník – kolem
VN14 293,4 300 ‐6,6 koryto – Heřmanický potok
VN15 281,6 300 ‐18,4 koryto – Dolský potok
VN16 260,7 260 0,7 terén
VN17 281,3 280 1,3 terén
VN18 270,1 270 0,1 terén
VN19 270,1 270 0,1 terén
VN20 269,5 270 ‐0,5 terén
VN21 308,7 310 ‐1,3 terén
VN22 278,6 280 ‐1,4 koryto
VN23 261,0 260 1,0 terén
Tabulka 4.12: Porovnání výšek, body odečtené v oblastech kolem potoků a rybníků a volně na terénu
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 79
Skály jihovýchodně od Holan, vrstevnice 300 m
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
poznámka
3001 299,5 ‐0,5 skály
3002 299,1 ‐0,9 skály
3003 302,5 2,5 skály
3004 300,1 0,1 skály
3005 299,9 ‐0,1 skály
3006 301,5 1,5 skály
3007 287,4 ‐12,6 skály
3008 303,3 3,3 skály
3009 291,6 ‐8,4 skály
3010 300,5 0,5 skály
3011 310,2 10,2 skály
3012 315,8 15,8 skály
Tabulka 4.13: Porovnání výše, body odečtené v oblasti skal, na vrstevnicích o výšce 300 m
Stvolínské rokle, vrstevnice 300 m
číslo bodu
odečtená hodnota DMR [m]
rozdíl [m]
poznámka
3030 299,3 ‐0,7
3031 304,7 4,7 skály
3032 297,5 ‐2,5
3033 300,8 0,8
3034 300,4 0,4
3035 301,0 1,0
Tabulka 4.14: Porovnání výšek, body odečtené v oblasti Stvolínských roklí, na vrstevnicích o výšce 300 m
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 80
4.9.1.2. Vrcholové kóty
Vrcholová kóta (TM)
Bod Výška Souřadnice vrcholu dle TM
Výška v bodě vrcholu TM
odečtená z DMR [m]
Rozdíl výšek [m]
Y [m] X [m]
1 536 733423,0 977889,3 535,0 1,0
2 321 729563,0 977653,5 319,6 1,4
3 459 724533,0 976440,0 442,6 16,4
4 532 735596,0 979783,3 525,6 6,4
5 563 733125,0 979905,3 560,1 2,9
6 381 729503,5 979219,0 379,4 1,6
7 301 727171,5 978496,8 296,7 4,3
8 327 724666,0 979420,3 326,2 0,8
9 294 724695,8 980723,0 295,8 ‐1,8
10 288 727397,3 981246,0 287,8 0,2
11 307 734461,3 982175,5 305,8 1,2
12 356 730311,5 982384,0 348,1 7,9
13 552 735203,8 984242,0 546,9 5,1
14 284 731481,5 984472,5 283,2 0,8
15 271 984472,5 984154,5 271,0 0,0
16 378 723988,8 983729,5 377,2 0,8
17 432 734224,3 986967,0 421,6 10,4
18 614 732691,8 986603,5 609,7 4,3
19 296 730083,0 985995,8 295,9 0,1
20 365 726142,5 987441,5 359,4 5,6
21 319 723694,5 986776,3 280,4 38,6
Tabulka 4.15: Odečtené hodnoty vrcholové kóty
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 81
Vrcholový bod dle DMR
Rozdíl výšek nalezených vrcholů DMR a vrcholů dle TM [m]
Bod Výška [m]
Souřadnice vrcholu dle DMR
Y [m] X [m]
1 536,4 733423,3 977901,0 ‐0,4
2 321,3 729574,0 977652,5 ‐0,3
3 446,4 724522,0 976446,8 12,6
4 531,3 735583,3 979764,8 0,7
5 563,0 733129,0 979878,8 0,0
6 381,9 729471,8 979207,0 ‐0,9
7 297,4 727174,0 978504,8 3,6
8 328,2 724681,0 979427,5 ‐1,2
9 295,9 724699,0 980717,3 ‐1,9
10 288,4 727392,8 981238,3 ‐0,4
11 306,8 734470,0 982167,8 0,2
12 354,7 730321,3 982411,0 1,3
13 549,0 735199,0 984230,3 3,0
14 284,0 731478,5 984457,0 0,0
15 271,0 984472,5 984154,5 0,0
16 377,7 723991,0 983734,0 0,3
17 432,0 734227,0 986934,8 0,0
18 613,9 732708,5 986566,0 0,1
19 296,0 730083,0 985995,8 0,0
20 365,0 726151,0 987403,0 0,0
21 319,0 723703,0 986724,8 0,0
Tabulka 4.16: Odečtené hodnoty vrcholů DMR a porovnání výšek těchto bodů s výškami vrcholových kót dle TM
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 82
Bod
Vzdálenost
skutečnost [m]
mapa [mm]
1 11,7 0,5
2 11,0 0,4
3 12,9 0,5
4 22,4 0,9
5 26,8 1,1
6 33,9 1,4
7 8,4 0,3
8 5,7 0,2
9 6,5 0,3
10 8,9 0,4
11 11,6 0,5
12 28,7 1,1
13 12,6 0,5
14 15,8 0,6
15 0,0 0,0
16 5,0 0,2
17 32,3 1,3
18 41,1 1,6
19 0,0 0,0
20 39,4 1,6
21 52,2 2,1
Tabulka 4.17: Porovnání vzdáleností vrcholů dle TM a dle DMR
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 83
5. Zhodnocení výsledků
5.1. Vybrané metody zobrazení reliéfu
Jako nejvíce vhodná metoda nahrazení stávajících vrstevnic turistické mapy byla
vybrána barevná hypsometrie s manuální klasifikací dat, doplněná stínováním
reliéfu. Zároveň byly ponechány výškové kóty. Kombinací těchto metod je poskytnut
dostatečný prostorový vjem s určením potřebných výšek významných bodů a vrcholů
hor. Čtenář se tak na mapě může lehce výškově orientovat a je mu na první pohled
poskytnut celkový obraz o reliéfu.
Při vytváření hypsometrické mapy je ovšem riziko přílišného zatížení obrazu, jelikož
turistická mapa nese velké množství informací. Je zde zobrazeno mnoho
fyzickogeografických i socioekonomických prvků. Je tak potřeba dbát na správnou
volbu barev, aby nebyla narušena její čitelnost.
Stejné podmínky platí i pro tvorbu podkladové mapy stínováním reliéfu. Pro tvorbu
turistické mapy bylo voleno stínování svahů v kombinaci se šikmým osvětlením, kde
bylo ponecháno nastavení (azimut 315°, sklon 45°, zveličení 4) a tím bylo docíleno
přirozeného vjemu. Jelikož tento směr osvětlení odpovídá světlu přicházejícímu
zleva od okna k psacímu stolu, je tento typ osvětlení pro lidské vnímání
nepřirozenější. Podkladová mapa vytvořena tímto typem osvětlení je velmi světlá a
je tak vhodná ke kombinaci s jinou metodou vyjádření reliéfu.
Zásadní změnou původní turistické mapy byla změna plošného symbolu určujícího
lesy. Aby nedocházelo k narušení plastičnosti terénu a kombinaci barev s barvami
určujícím výškové poměry, jsou lesy vyobrazeny zelenou šrafou. Aby mapa nebyla
příliš zatížena, byly odstraněny také symboly pro terénní útvary jako skalní stěny,
rokle apod., které jsou ovšem stále patrné díky plastičnosti určené stínováním reliéfu.
Další změny se týkaly již jen přesunů popisů, pro zachování jejich čitelnosti.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 84
Nadstavbovými prvky kompozice se zvyšuje informační hodnota tematické mapy i
její atraktivnost. Proto jako vhodnou funkci při tvorbě turistické mapy považují také
možnost vyhotovení profilů vybraných tras.
5.2. Porovnání výškových rozdílů IB
V této části kapitoly je zhodnoceno užití DMR 5G ve srovnání se zobrazením
výškopisu vrstevnicemi dle TM. Jsou zde shrnuty výškové rozdíly dosažené při
odečtení identických bodů z vrstevnic TM a z dat DMR 5G.
Vrstevnice sedí v rovinatém terénu lépe, ale pokud se krajina prudce zvedá či klesá,
pokud dochází k ostřejším zlomům, větším spádům, skalnatým úsekům apod., tedy v
místech kde má krajina na relativně krátkém úseku vysoké hodnoty převýšení, se
mohou vrstevnice již značně lišit od hodnot výšek DMR. Rozdíl může být až několik
desítek metrů, přestože polohově se jedná o vzdálenost v mapě 1 mm, což je patrné
z obrázku 5.1, který znázorňuje výšky DMR v síti po dvaceti metrech kolem koryta
Dolského potoka (Bod VN15), kde jsou zároveň zobrazeny vrstevnice topografické
mapy. Jedná se o vybrané území 100 x 100 metrů, tedy 4 x 4 mm v měřítku mapy a
rozdíly výšek dosahují na takto malém území přes 60 výškových metrů.
V tabulce 4.17, porovnávající vrcholové body, je vidět, že samotné vrcholy
hledaných kopců dle DMR se nachází polohově velmi blízko vrcholových kót na
topografické mapě. Tyto rozdíly se pohybují kolem jednoho milimetru, nejvíce
dosahují milimetrů dvou u posledního bodu. Rozdíly porovnávající výšku vrcholu
dle DMR a výšku vrcholové kóty, viz. tabulka 4.16, jsou minimální. Jedinou
výjimkou je bod 2 - kopec Špičák, ležící severně od České Lípy, který má výšku 459
m.n.m. Hodnoty DEM však na tomto kopci dosahují nejvíce 446,4 m. Jedná se o
výšku bývalé rozhledny, která dosahovala výšky 13 metrů. Ta v roce 1997 byla
renovována a upravena na veřejnosti nepřístupný vysílač pro rozhlas a provoz
mobilních sítí.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 85
Samotné rozdíly výšek bodů, určených vrstevnicemi TM a daty DMR, můžeme
pozorovat v tabulkách 4.4 až 4.14. Vysoké hodnoty rozdílů u bodů 3007, 3011 a
3012 (viz tabulka 4.10), které dosahují 10 – 15 m, jsou způsobeny komplikovaným
terénem. Body se nacházejí přímo u pískovcových skalních oblastí. Zrovna tak u
koryt řek a potoků, kde se terén příkřeji svažuje a kde koryta potoků lemují po obou
stranách skalní stěny, bod VN2 (Robečský potok) ukazuje rozdíl výšek 17 m a bod
VN15 (Dolský potok) až přes 18 metrů, viz. tabulka 4.12.
Obr. 5.1: Okolí Dolského potoka, zobrazení výšek
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 86
Obr. 5.2: Cesta podél Heřmanického potoka, foto zdroj [11], mapa dle portálu mapy.cz [11]
Obr. 5.3: Okolí Robečského potoka, foto zdroj [11]
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 87
Závěr
Cílem práce byla analýza možnosti využití digitálního modelu reliéfu při tvorbě
turistické mapy v měřítku 1 : 25 000. K těmto účelům byla Českým úřadem
zeměměřičským a katastrálním poskytnuta data ve formě 36 mapových listů DMR
5. generace. Pro stejnou oblast byla firmou Geodézie On Line, jež dala podnět k této
práci a která se zabývá tvorbou turistických map, poskytnuta data ve formátu *.ocd,
v podobě 4 mapových listů topografických map s turistickou nadstavbou.
Veškeré kartografické zpracování proběhlo v programu OCAD 11 Professional,
jelikož je kartografickými společnostmi v České republice hojně užíván a jelikož
nová verze 11, která byla vydána ke konci roku 2012, je doplněna funkcemi
zaměřenými především na digitální elevační model.
Práce pojednává o možných metodách zobrazení profilu na mapách. Jsou zde
připomenuty i starší metody zobrazení, avšak větší pozornost je soustředěna na ty
postupy, které úzce souvisí s vyobrazením reliéfu pomocí digitálního modelu terénu.
Dále se práce zaměřuje na konkrétní metody zobrazení reliéfu z dat DMR 5G
v programu OCAD 11 Professional. U každé metody je sepsán postup zpracování a
její následné hodnocení z hlediska využití pro tvorbu turistické mapy.
Hlavním cílem práce byla analýza možnosti nahrazení stávajících vrstevnic turistické
mapy jinou metodou vyjádření reliéfu, a to pomocí hypsometrie a stínování reliéfu
z dat DMR 5G. Proto bylo provedeno také porovnání vybraných výškových bodů
v turistické mapě s identickými body odečtených z dat digitálního modelu terénu.
Obecně lze říci, že kombinace metod barevné hypsometrie s manuální klasifikací,
stínování reliéfu a výškových kót je příjemnou alternativou pro nahrazení stávajících
vrstevnic turistické mapy. Díky těmto metodám je docíleno dobrého plastického
vjemu a rychlé přehlednosti terénu. Avšak není zde možnost zjistit přesné výškové
poměry terénu v místech, kde nejsou kóty a náročnější čtenář tak určuje výšky pouze
dle barev hypsometrické stupnice. Absence vrstevnic může být částečně nahrazena
pomocí hypsometrie s pravidelným intervalem, jemuž je přiřazen jeden barevný
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 88
odstín. Při vytvoření plynulé hypsometrie v kombinaci se stínováním reliéfu, je
velkou výhodou především přirozený dojem. Nevýhodou může být v obou případech
přílišné zatížení mapového podkladu a ztráta čitelnosti popisů fyzickogeografických
a sociekonomických prvků mapy.
Metoda vyjádření reliéfu pomocí vrstevnic, doplněných výškovými a hloubkovými
kótami, která je zobrazována na turistických mapách, podává geometricky přesnější
obraz o reliéfu. Barevná hypsometrie je vhodná především v těch případech, kdy je
zobrazováno rozsáhlé území a funkce vrstevnic by byla nedostatečná. V hornatých
oblastech by docházelo k přehuštění vrstevnic, zatímco v rovinných oblastech by
byly nevýrazné. Proto vhodnost užití této metody závisí také na členitosti
zobrazeného území.
V práci byla zkoumána konkrétní oblast Máchova kraje. Jelikož byla řešena
turistická mapa v měřítku 1 : 25 000 je vhodnost užití této metody také ovlivněna
výškovou členitostí a složitostí terénu. Z kapitoly 4.9. Porovnání výšek DMR a TM
můžeme pozorovat, jak digitální elevační model odpovídá výškopisné části turistické
mapy. Jelikož poskytnuté TM byly vytvořeny vektorizací ZM25, které jsou značně
ovlivněny generalizací, jsou ve složitých terénech (např. pískovcových skalních
oblastí Máchova kraje) patrné větší výškové rozdíly. V těchto oblastech tak není
možné, vzhledem k okolní situaci, převzít pouze výškopisnou složku elevačního
modelu bez úprav, jako doplněk stávající mapy. Naopak ve standardním českém
terénu lze pravděpodobně vyměnit vrstevnice bez rozsáhlejších úprav.
Všeobecně za nejlepší možnost vyjádření reliéfu pro turistickou mapu v měřítku
1 : 25 000, tak považuji kombinaci metod barevné hypsometrie, stínování reliéfu,
zobrazení výškových a hloubkových kót a ponechání stávajících hlavních vrstevnic.
Při této kombinaci má čtenář možnost určit výšku v terénu v pravidelných
intervalech a zároveň je zachován plastický vjem a možnost rychlé výškové
orientace. Ovšem je třeba dbát na vhodnou volbu barev hypsometrické stupnice, aby
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 89
výsledná mapa nepůsobila příliš tmavým dojmem a také, aby mapa nebyla zatížena
přílišným množstvím informací a nedošlo tak ke zhoršení její čitelnosti.
Při užití této kombinace metod na poskytnutých TM tak nastává nutnost provedení
mnoha úprav stávající turistické mapy. Proto z hlediska pouhého doplnění stávající
výškopisné složky turistické mapy je nejvhodnější metodou užití samostatného
stínování reliéfu, vyjádřené velmi jemným odstínem šedé či světle hnědé barvy, která
tak dá vyniknout větší plastičnosti terénu. Zároveň není třeba ani ve složitých
terénních oblastech dělat rozsáhlejší úpravy.
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 90
Seznam použitých zdrojů
Literatura
[1] VEVERKA, Bohuslav, ZIMOVÁ, Růžena. Topografická a tematická kartografie.
Praha : ČVUT, 2008. 198 s. ISBN 978-80-01-04157-4.
[2] HUML, Milan, MICHAL, Jaroslav. Mapování 10. Praha : ČVUT, 2006. 320 s.
ISBN 80-01-03166-7
Webové stránky
[3] PŘIKRYL, Milan. Možnosti zobrazení výškopisu ČR v programu ArcGIS.
[online]. Praha, 2009 [cit. 2013-5-20]. Bakalářská práce. Fakulta stavební ČVUT v
Praze. Dostupné z WWW:
<http://gama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/milan-prikryl-bp-2009.pdf >
[4] Technická zpráva k digitálnímu modelu reliéfu 5. generace (DMR 5G). [online].
2012, s.12 [cit. 2013-5-4]. Dostupné z WWW:
<http://geoportal.cuzk.cz/Dokumenty/TECHNICKA_ZPRAVA_DMR_5G.pdf >
[5] OCAD. [online]. 2013 [cit. 2013-03-08]. Dostupné z WWW:
<https://www.ocad.com/en/ >
[6] Software OCAD: návody. [online]. ©2010 – 2013 [cit. 2013-03-02]. Dostupné z
WWW: < http://kartografie.fsv.cvut.cz/ocad.php >
[7] VEVERKA, Bohuslav. Kartografie: MATKART. [online]. 2004. [cit. 2013-04-
02]. Dostupné z WWW: <http://www.kartografie.ic.cz/matkart/matkart.php >
[8] Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický: terminologický
slovník. [online]. VUGTK © 2005 – 2013. [cit. 2013-04-03]. Dostupné z WWW:
<http://www.vugtk.cz/slovnik/index.php >
[9] Český úřad zeměměřický a katastrální. [online]. 2013 [cit. 2013-04-29].
Dostupné z WWW: < http://www.cuzk.cz >
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 91
[10] ČVUT v Praze, Fakulta stavební, GeoWikiCZ. Výškopis. [online]. 2013. [cit.
2013-05-10]. Dostupné z WWW:
<http://geo2.fsv.cvut.cz/jpd/vyskopis/vyskopis.html >
[11] PLANstudio. Seznam.cz [online]. 2005-2011 [cit. 2013-05-10]. Mapy.cz.
Dostupné z WWW: < http://www.mapy.cz/#q=&t=s >
[12] ČÚZK: Geoportál. [online]. 2010 [cit. 2013-04-02]. Dostupné z WWW:
<http://geoportal.cuzk.cz>
[13] Vydavatelství SHOCart. [online]. 2013. [cit. 2013-05-10]. Dostupné z WWW:
<http://www.shocart.cz/cs/zakazkova-cinnost/mapy.php >
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 92
Seznam obrázků
Obrázek 1.3: Ukázka Základní mapy ZM25 15
Obrázek 1.4: Ukázka pořízení dat DMR 5G z internetového portálu ČÚZK 16
Obrázek 2.1: Uživatelské prostředí programu OCAD 11 Professional 19
Obrázek 3.1: Pohledová mapa Orlických hor a Králického Sněžníku [13] 23
Obrázek 3.2: Blokdiagram [10] 25
Obrázek 3.3: Stínovaný reliéf, svislé osvětlení 27
Obrázek 3.4: Stínovaný reliéf, severozápadní osvit 28
Obrázek 3.5: Hypsometrické stupnice[3] 31
Obrázek 3.6: Sklonový trojúhelník [1] 32
Obrázek 4.1: Změna souřadnicového systému, SW OCAD 34
Obrázek 4.2: Volba identických bodů pro transformaci do S-JTSK 35
Obrázek 4.3: Ukázka uživatelského rozraní SW MATKART, program vb 105 36
Obr. 4.4: Ukázka dat DMR 5G zobrazených v programu OCAD 38
Obr. 4.5: Import DEM, SW OCAD 39
Obr. 4.6: Velikost buňky 40
Obr. 4.7: Tvorba vrstevnic, SW OCAD 41
Obr. 4.8: Srovnání vrstevnic, Kozelský hřeben 43
Obr. 4.9: Srovnání vrstevnic, okolí Dolského potoka 43
Obr. 4.10: Automatická tvorba hypsometrické mapy, SW OCAD 44
Obr. 4.11: Hypsometrická mapa, metoda lineární 46
Obr. 4.12: Hypsometrická mapa, metoda kvadraticky pozitivní 46
Obr. 4.13: Hypsometrická mapa, metoda kvadraticky negativní 46
Obr. 4.14: Hypsometrická mapa, klasifikace dat, SW OCAD 47
Obr. 4.15: Hypsometrická mapa, barevné rozložení I 48
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 93
Obr. 4.15: Hypsometrická mapa, barevné rozložení II 49
Obr. 4.16: Černobílá hypsometrická mapa,automatická generace 51
Obr. 4.17: Barevná hypsometrická mapa, automatická generace 51
Obr. 4.18: Hypsometrická mapa I, manuální volba barev 52
Obr. 4.18: Hypsometrická mapa II, manuální volba barev 52
Obr. 4.20: Ukázka změny odstínu lesního porostu 53
Obr. 4.21: Stínovaný reliéf, SW OCAD 54
Obr. 4.22: Stínování svahů - aleje stromů, vřesoviště 55
Obr. 4.23: Stínování svahů - koryto potoka 56
Obr. 4.24: Stínování svahů - skalní útvary, potok 56
Obr. 4.25: Stínování svahů - město 56
Obr. 4.26: Stínování v kombinaci se šikmým osvětlením 59
Obr. 4.27: Srovnání vrstevnic a stínování reliéfu 61
Obr. 4.28: Výpočet sklonu svahu, SW OCAD 62
Obr. 4.29: Srovnání stínování reliéfu a výpočtu sklonu svahu 63
Obr. 4.30: Výpočet sklonu svahu, plynulý barevný přechod 64
Obr. 4.31: Výpočet sklonu svahu, zobrazení černá/bílá 64
Obr. 4.32: Profil - červená trasa, automatická generace 66
Obr. 4.32: Profil - žlutá trasa, automatická generace 66
Obr. 4.33: Profil, SW OCAD 67
Obr. 4.34: Srovnání profilů z OCAD a z portálu mapy.cz [11] 69
Obr. 4.35: Trasa zobrazená v turistické mapě a dle portálu mapy.cz [11] 69
Obr. 4.36: Profil – červená trasa, manuální nastavení 70
Obr. 4.37: Profil – žlutá trasa, manuální nastavení 70
Obr. 4.38: Rozložení odečítaných bodů na vrstevnicích 72
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 94
Obr. 4.39: Ukázka vybraných bodů na vrstevnicích 72
Obr. 4.40: Ukázka vybraných výškových kót 73
Obr. 5.1: Okolí Dolského potoka, zobrazení výšek 85
Obr. 5.2: Cesta podél Heřmanického potoka, foto zdroj [11], mapa dle portálu mapy.cz [11] 86
Obr. 5.3: Okolí Robečského potoka, foto zdroj [11] 86
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 95
Seznam tabulek
Tabulka 4.4: Transformace, souřadnice IB v UTM 36
Tabulka 4.5: Transformace, souřadnice IB v S-JTSK 37
Tabulka 4.6: Transformace, porovnání souřadnic IB 37
Tabulka 4.4: Porovnání výšek, body odečtené na vrstevnicích o výšce 250 m 74
Tabulka 4.5: Porovnání výšek, body odečtené na vrstevnicích o výšce 300 m 74
Tabulka 4.6: Porovnání výšek, body odečítané na vrstevnicích o výšce 350 m 75
Tabulka 4.7: Porovnání výše, body odečítané na vrstevnicích o výšce 400 75
Tabulka 4.8: Porovnání výšek, body odečtené na vrstevnicích o výšce 450 m 76
Tabulka 4.9: Porovnání výšek, body odečítané na vrstevnicích o výšce 550 m 76
Tabulka 4.10:Porovnání výšek, body odečtené v okolí města a ve městě Česká Lípa 77
Tabulka 4.11: Porovnání výšek, body odečtené v oblasti vřesovišť 77
Tabulka 4.12: Porovnání výšek, body odečtené v oblastech kolem potoků a rybníků a volně na terénu 78
Tabulka 4.13: Porovnání výšek, body odečtené v oblasti skal, na vrstevnicích o výšce 300 m 79
Tabulka 4.14: Porovnání výšek, body odečtené v oblasti Stvolínských roklí, na vrstevnicích o výšce 300 m 79
Tabulka 4.15: Odečtené hodnoty vrcholové kóty 80
Tabulka 4.16: Odečtené hodnoty vrcholů DMR a porovnání výšek těchto bodů s výškami vrcholových kót dle TM 81
Tabulka 4.17: Porovnání vzdáleností vrcholů dle TM a dle DMR 82
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 96
Přílohy
Vázané přílohy
I. Výpočetní protokoly SW MATKART
Přiložené obrazové přílohy
II. Mapa srovnání vrstevnic (ukázka)
III. Vyhotovená mapa s užitím hypsometrie a stínování reliéfu A (ukázka)
IV. Vyhotovená mapa s užitím hypsometrie a stínování reliéfu B (ukázka)
V. Poskytnutá turistická mapa doplněná o stínování reliéfu (ukázka)
Obsah DVD
- text diplomové práce
DVD:\Text\Diplomova_prace.pdf
- výpočetní protokoly SW MATKART
DVD:\Prilohy\MATKART
- mapa srovnání vrstevnic (ukázka),
DVD:\Prilohy\vrstevnice.pdf
- vyhotovená mapa s užitím hypsometrie a stínování reliéfu A (ukázka),
DVD:\Prilohy\hypsometrieA.tiff, DVD:\Prilohy\hypsometrieA.pdf
- vyhotovená mapa s užitím hypsometrie a stínování reliéfu B (ukázka),
DVD:\Prilohy\hypsometrieB.tiff, DVD:\Prilohy\hypsometrieB.dpf
- poskytnutá turistická mapa doplněná o stínování reliéfu (ukázka),
DVD:\Prilohy\stinovani.tiff, DVD:\Prilohy\stinovani.pdf
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 97
PŘÍLOHY
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 98
Příloha I: Výpočetní protokoly SW MATKART
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 99
Transformace UTM -> WGS84
MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 1 5618045,5 457435,5 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 42 45,5692 Fi od Greeniche 14 23 49,6294 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:04:27 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 2 5618015,5 464474 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 42 46,3003 Fi od Greeniche 14 29 48,5178 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:05:07 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 3 5618057,5 473036 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 42 49,3171 Fi od Greeniche 14 37 5,0739 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:05:20 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 4 5610609,5 456756,3 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 38 44,6635 Fi od Greeniche 14 23 18,1301 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:05:36 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 5 5610615 463533 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 38 46,5106 Fi od Greeniche 14 29 3,1659 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:05:48 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 6 5610939,8 473144,3 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 38 58,9063 Fi od Greeniche 14 37 12,4577 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:06:01 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 7 5604056 455700,8 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 35 12,2201 Fi od Greeniche 14 22 27,2067 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:06:15 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 8
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 100
5604897 463453 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 35 41,3791 Fi od Greeniche 14 29 1,1207 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 25. 3. 2013 17:37:30 MATKART/VB099 [N,E]utm <->[fi,lambda]wgs84 tam a zpět 9 5603690,5 473484,8 33 N, E, UTM(Northing, Easting)a Zone 50 35 4,2704 Fi od Greeniche 14 37 31,6613 Lambda od Greenwiche VB099 STOP 23. 3. 2013 17:06:39
Transformace WGS84 -> SJTSK
MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 1 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 735019,31 X-jtsk = 973889,11 N-wgs84 = 50 42 45,5692 E-wgs84 = 14 23 49,6294 program VB105 ukoncil cinnost 13. 3. 2013 0:22:31 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 2 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 728040,46 X-jtsk = 974823,96 N-wgs84 = 50 42 46,3003 E-wgs84 = 14 29 48,5178 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:41:24 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 3 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 719540,83 X-jtsk = 975883,42 N-wgs84 = 50 42 49,3171 E-wgs84 = 14 37 5,0739 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:41:59 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 4 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 736649,28 X-jtsk = 981178,68 N-wgs84 = 50 38 44,6635 E-wgs84 = 14 23 18,1301 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:42:29 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 5
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta stavební – Katedra mapování a kartografie
Analýza možnosti využití digitálního modelu terénu 5G pro tvorbu TM 1 : 25 000 101
popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 729925,7 X-jtsk = 982044,71 N-wgs84 = 50 38 46,5106 E-wgs84 = 14 29 3,1659 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:42:48 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 6 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 720348,85 X-jtsk = 982958,65 N-wgs84 = 50 38 58,9063 E-wgs84 = 14 37 12,4577 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:43:09 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 7 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 738539,14 X-jtsk = 987544,28 N-wgs84 = 50 35 12,2201 E-wgs84 = 14 22 27,2067 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:43:36 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 8 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 730740,45 X-jtsk = 987706,97 N-wgs84 = 50 35 41,3791 E-wgs84 = 14 29 1,1207 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:44:08 MATKART program VB105 obousměrná transformace (Y,X)s-jtsk a (N,E)wgs84 číslo bodu = 9 popis bodu = název neuveden Y-jtsk = 720943,51 X-jtsk = 990194,22 N-wgs84 = 50 35 4,2704 E-wgs84 = 14 37 31,6613 program VB105 ukoncil cinnost 25. 3. 2013 17:44:30