Рельєф як об’єкт картографування

ЗМІСТ

ВСТУП 3

1. ОГЛЯД ТРАДИЦІЙНИХ МЕТОДІВ ЗОБРАЖЕННЯ РЕЛЬЄФУ 5

1.1. Рельєф як об’єкт картографування 7

1.2. Основні вимоги до зображення рельєфу 8

1.3. Огляд традиційних методів створення тривимірних моделей   рельєфу 8

2. ЦИФРОВІ МОДЕЛІ РЕЛЬЄФУ 11

2.1. Цифрові моделі рельєфу, загальні відомості 11

2.2. Цифрові моделі рельєфу TIN 17

2.3. Растрова цифрова модель рельєфу (GRID  DEM) 19

3. СТВОРЕННЯ ТА ВІЗУАЛІЗАЦІЯ ОБ’ЄМНИХ МОДЕЛЕЙ РЕЛЬЄФУ ЗА ДОПОМОГОЮ СУЧАСНИХ ПРОГРАМНИХ ПРОДУКТІВ 23

3.1. Вихідна картографічна інформація та її опрацювання за допомогою комп’ютерних технології 23

3.2. Огляд програмних продуктів, призначених для створення обє’мних моделей рельєфу 28

3.3. Створення цифрової моделі рельєфу Хмельницької області в середовищі Surfer 32

3.4. Створення 3D моделі рельєфу в ArcGIS 3D Analist 37

3.5. Створення 3D моделі рельєфу в Autodesk Land Desktop 42

ВИСНОВКИ 50

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 53

ДОДАТКИ 56

ВСТУП

На сучасному етапі розвитку науки та техніки, за тотального впровадження комп’ютерних технологій в усі сфери  життя основним методом дослідження  природних процесів та розв’язання  породжених ними проблем стає моделювання об’ємних моделей рельєфу. Однак для його проведення потрібно мати адекватну модель рельєфу реальної місцевості у вигляді суцільної поверхні та володіти методами її дослідження. Така модель повинна давати змогу не лише швидко отримати необхідні числові дані, але й наочно зображати місцевість у вигляді об’ємної карти для перегляду, а також надавати інструментарій для дослідження цієї моделі та аналізу результатів. Саме тому на сьогоднішній день є великий попит на такі методи зображення рельєфу, які набагато якісніше, точніше, швидше, наочніше відображають рельєф і потребують подальшого дослідження.

Метою даної дипломної роботи є дослідження існуючих способів цифрового зображення рельєфу, методів створення та візуалізації об’ємних моделей рельєфу, завдань, які можна виконати за їх допомогою, ступеня їх використання, можливостей подальшого вдосконалення і розвитку, а також огляд програмного забезпечення який використовується для їх створення.

Досягнення поставленої мети відбувалось поступово при вирішенні завдань дипломної роботи. Такими завданнями стали:

• ознайомлення з існуючими традиційними способами відтворення обє’му рельєфу;
• дослідження цифрових способів рельєфу, та створення цифрових моделей рельєфу; огляд основних програмних продуктів, що застосовуються для створення обє’мних моделей рельєфу;
• формулювання висновків стосовно проведеної роботи.

Об'єктом дослідження даної дипломної роботи є об’ємні моделі рельєфу.

Предметом дослідження є створення та візуалізація обємних моделей рельєфу

При дослідженні об'єкту та предмету використані такі методи: монографічний, наукової систематизації, аналізу, синтезу, порівняння, прогнозування. Монографічний метод використовувався для вирішення задачі детального ознайомлення з існуючими способами створення ЦМР та тривимірного моделювання рельєфу і полягав у зборі, ознайомленні та систематизації літературних і Інтернет джерел по даній темі. Для вирішення завдання аналізу способів створення 3D моделей рельєфу, та сучасних програмних продуктів покликаних створювати їх використовувались методи наукової систематизації та аналізу. Методи синтезу, порівняння і прогнозування були використані в основному для виконання задачі формулювання висновків стосовно проведеної роботи.

Для розкриття суті проведеної роботи необхідно перш за все сформулювати ключові поняття теми дослідження: рельєф, ЦМР, 3D модель рельєфу, комп’ютерні технології.

Рельєф – це сукупність форм земної поверхні, які мають визначену геологічну будову та знаходяться під постійним впливом атмосфери, гідросфери, біосфери і внутрішніх сил Землі.

ЦМР – це цифрове подання топографічної поверхні у вигляді регулярної мережі клітинок заданого розміру (GRID DEM) або нерегулярної трикутної мережі (TIN DEM).

3D модель рельєфу – це цифрове подання топографічної поверхні візуалізоване у тривимірному просторі. 

Компютерні технології – це технології навчання, засновані на використанні комп'ютера і програмного забезпечення, які вирішують такі дидактичні завдання, розв'язування яких без використання комп'ютера недостатньо ефективно.

1. ОГЛЯД ТРАДИЦІЙНИХ МЕТОДІВ ЗОБРАЖЕННЯ РЕЛЬЄФУ

1.  Рельєф як об’єкт картографування

Одним з найважливіших елементів  змісту будь-якої карти карти є  рельєф. Рельєф – це сукупність форм земної поверхні, які мають визначену геологічну будову та знаходяться під постійним впливом атмосфери, гідросфери, біосфери і внутрішніх сил Землі.

 На будь-якій ділянці земна  поверхня являє собою нескінченне  чергування піднять та знижень,  які можуть мати найрізноманітніші розміри та обриси, і називаються формами рельєфу.

Нерівності  земної поверхні складаються з підвищень  і понижень, що багаторазово повторюються та чергуються між собою і називаються рельєфом. Кожна форма – це геометричне тіло, обмежене зверху і з боків поверхнями різного зовнішнього вигляду та протяжності. Вони називаються елементами рельєфу і поділяються на плоскі поверхні і схили. При зіткненні двох чи більше елементарних поверхонь різної орієнтації в просторі утворюються вершини, гребені, сідловини, перегини схилів, лінії вододілів та інші форми рельєфу.

Основними формами рельєфу Землі  є гори і рівнини. Гори –  це значні, високо підняті над місцевістю, сильно і глибоко розчленовані ділянки земної кори із складчастою або складчасто-бриловою структурою. Гірські країни (гори) складаються із окремих гірських хребтів та міжгірських долин і котловин, що розділяють ці хребти.

За абсолютною висотою гори поділяють  на три групи: низькі - до 1000 м., середньовисотні - 1000 - 2000 м. і високі - понад 2000 м. Низькі гори характеризуються округлими вершинами, похилими схилами, порівняно широкими річковими долинами. Для високих гір типові гострі вершини,  вузькі долини, круті схили. Середньовисотні гори мають перехідні зовнішні риси. За походженням гори поділяються на складчасті, брилові і складчасто-брилові.

Рівнини – це ділянки поверхні, що характеризуються незначними коливаннями висот та малим ухилом. Коливання висот у їхніх межах не перевищує 200 м, а ухили менше 5°. Рівнини займають більшу частину суходолу – майже 2/3 його площі. Рівнини розрізняють за кількома ознаками: за абсолютною висотою, за утворенням та за характером поверхні.

За абсолютною висотою  земної поверхні рівнини поділяються  на низовинні (до висоти 200 м.), височині (від 200 до 500 м.) і плоскогір’я (до 1000 м.). До рівнин відносять також плато – це підвищені, рівні, слабо розчленовані ділянки, які відокремлені від прилеглих рівнин виступами, котрі, як правило, розмішені на висотах понад 500 м.

Залежно від розмірів виділяють  форми рельєфу:

- планетарні (материки, геосинкліналі, серединно-океанічні хребти тощо);

- мегаформи (гірські пояси, рівнинні країни, планетарні розколи тощо);

- макроформи (окремі хребти або впадини однієї гірської країни і т. ін.);

- мезоформи (переважно екзогенного генезису – долини рік, моренні гряди тощо);

- мікроформи (ерозійні ритвини, берегові вали, карстові лійки і т. ін.);

- наноформи (дрібні вимоїни і промоїни, купини і т. ін.).

Окремі форми та їх поєднання  можуть вивчатися з різних поглядів. Існують три основних напрямки у  вивченні рельєфу, які досить тісно  пов’язані один з одним: морфографічний, морфометричний і генетичний. Геоморфологія вивчає зовнішні особливості й розміри форм рельєфу, внутрішню будову, походження рельєфу та історію його формування. Картографія намагається оптимізувати зображення рельєфу та зробити його якомога точнішим, адже картографія займається морфографічним вивченням рельєфу.

2.  Основні вимоги до зображення рельєфу

В сучасній картографії до зображення рельєфу  на картах сформувались чітко визначені  вимоги, які дають можливість фахівцям із певної сфери вирішувати конкретно  поставлені завдання. Щоб ці завдання були вирішені успішно, зображення рельєфу  на картах повинне відповідати таким  основним цілям:

• наочно передавати характер рельєфу та морфологічні особливості різних його типів (горбисто-моренного, гірського, карстового, вулканічного та ін.), а також ступінь розчленованості рельєфу;
• правильно відображати розташування, розміри та форми нерівностей місцевості, що характеризують її прохідність, маскувальні та захисні властивості, а також забезпечувати можливість орієнтуватися за об’єктами рельєфу на місцевості; в районах бідних на орієнтири, з особливими подробицями й точністю відображувати деталі рельєфу;
• точно та чітко передавати основні орографічні лінії на карті (вододіли, тальвеги, уступи, сідловини і т. ін.) та характерні точки рельєфу;
• чітко вказувати напрямки схилів, їх стрімкість, а також різкі вертикальні порушення поверхні (обривів, осипів, ярів, вимоїн та ін.);
• забезпечувати можливість швидко визначати з точністю, яка допускається масштабом карти, абсолютних висот точок місцевості та перевищень одних точок над іншими.

Попередньо  розглянуті  вимоги до зображення рельєфу  на картах, ми можемо об’єднати у 2 групи  вимог, що пред’являються до плоского зображення рельєфу. Отже, нам необхідна, по - перше, його вимірність, тобто можливість визначення по карті абсолютних висот і відносних перевищень точок місцевості, напрямку й крутизни схилів, горизонтальної і вертикальної розчленованості та інших кількісних показників рельєфу; по - друге, пластичність зображення, тобто виразність об’ємних форм рельєфу, ілюзія його тривимірності. На картах різного призначення й тематики реалізація й співвідношення цих вимог неоднакові. Історично вони визначалися умовами часу – рівнем знань, технічних можливостей і особливостями практичного використання карт.

У всіх випадках зображення рельєфу повинно відповідати  дійсності, тобто бути географічно  правильним. В цьому картографам  неоціненну допомогу виявляє геоморфологія, котра вивчає закономірності розвитку рельєфу земної поверхні, його зв’язки  з іншими елементами ландшафту, дає  характеристику особливостей рельєфу  і, виявляючи головні, другорядні і  менш істотні об’єкти рельєфу  та їх риси, тим самим створює  правильні шляхи генералізації  при зображенні рельєфу на карті[2,3,5].

1.3 Огляд традиційних методів зображення рельєфу та створення тривимірних моделей

Зображення рельєфу належить до старих і незмінно актуальних проблем  картографії. Якщо розглядати це завдання як моделювання нерівностей земної поверхні в плоскому двомірному зображенні, то для цього зручний один з видів ізоліній – горизонталі (ізогіпси), що дозволяють визначати третю координату – висоту в будь - якій точці цієї поверхні. На тематичних картах виникає необхідність і в інших кількісних показниках, наприклад горизонтальній і вертикальній розчленованості рельєфу, для чого придатний спосіб кількісного фону. До плоского зображення рельєфу пред'являються дві основні вимоги: по-перше, його вимірність, тобто можливість визначення по карті абсолютних висот і відносних перевищень точок місцевості, напряму, крутизни і довжини схилів, горизонтальної і вертикальної розчленованості та інших кількісних показників рельєфу; по-друге, пластичність зображення, тобто виразність об'ємних форм рельєфу, ілюзія його опуклості і глибини.

Рис. 2.3.6 Тривимірна цифрова модель рельєфу

На картах різного призначення  і тематики реалізація і співвідношення цих вимог неоднакові. Для якісних  характеристик рельєфу, наприклад  його генезису, використовується спосіб якісного фону. Здавалося б, справа обмежується конкретним застосуванням  розглянутих способів зображення. Проте  часто ставлять особливе завдання - досягнення зорового ефекту об'ємності, глибини плоского зображення, коли при погляді на карту у читача виникає наочне уявлення про форми  і розчленування рельєфу [10].

До традиційних методів створення  тривимірних моделей рельєфу  можна віднести:

Блок-діаграмою називається перспективне зображення рельєфу в межах деякого блоку,який наче вирізаний з тіла Землі. Виходить фігура, близька до паралелепіпеда, на якій верхня площина замінена рельєфним зображенням місцевості. Зображення блок-діаграми будується на площині в аксонометричній (паралельній) проекції або центральній проекції. Основою для її побудови служить топографічна або інша карта з горизонталями або ізобатами. При побудові блок - діаграми в центральній перспективі вибирається головна крапка, кілометрова сітка топографічної карти або сітка профільних ліній трансформується в перспективне зображення. Потім проводяться профільні лінії, по яких малюється зображення земної поверхні. Блок-діаграма, побудована з однієї точки перспективи, володіє змінним масштабом. Це робить зображення  природнішим для спостереження, але ускладнює побудову, а також вимірювання по зображенню [11].

З геометричної оптики відомо, що об'ємне відчуття виникає в результаті стереоефекту при розгляді двох плоских перспективних зображень – стереопари. Якщо кожне око бачить тільки один з компонентів стереопари, вона сприймається в єдиному, суміщеному образі як просторове зображення.

Зазвичай стереопари готують за допомогою фотографування натуральних  об'єктів з двох точок зору, наприклад  шляхом аерозйомки земної поверхні або  фотографування рельєфних моделей  місцевості – останнє для стереоефекту відмивки. Глибинне відчуття горизонталей виходить, коли одним малюнком слугує сама карта, іншим – її копія, що виконується з послідовним зсувом горизонталей і контурів.

Якість стереоефекту або стереосприймання оцінюється такими критеріями, як правильність і повнота сприйняття форм, швидкість  відтворення стереоефекту і ін. Повним стереоскопічним сприйняттям стереомоделі, є таке, яке нічим не відрізняється  від безпосереднього бачення  об'ємної моделі. Такий ефект досягається, коли зображення безперервне, як наприклад, аерофотографія. Реальне сприйняття стереомоделі рельєфу залежить від кількості ізоліній, що одночасно знаходяться у полі зору спостерігача. Чим частіше проведені горизонталі і чим чіткіші їх контура, тим простіше сприймається рельєф стереоскопічно. Якщо ж горизонталі проведені рідко, їх може бути недостатньо, щоб при стереоскопічному розгляді виникло враження про рельєф, як безперервну поверхню.

2. ЦИФРОВІ МОДЕЛІ РЕЛЬЄФУ

2.1 Цифрові моделі рельєфу, загальні відомості.

Однією з істотних переваг технологій географічних інформаційних систем (ГІС) над звичайними традиційними картографічними методами досліджень є можливість створення просторових моделей у трьох вимірах. Основними координатами в таких ГІСмоделях крім широти і довготи служать також дані про висоту. При цьому система може оперувати з десятками і сотнями тисяч висотних відміток, а не з одиницями і десятками, що було можливо при використанні методів традиційної картографії. У зв'язку з доступністю швидкої комп'ютерної обробки величезних масивів висотних даних стає реальним створення максимально наближеної до дійсності цифрової моделі рельєфу (ЦМР). На основі ЦМР, у свою чергу, можливе швидке створення серії тематичних карт найважливіших морфометричних показників: гіпсометричної карти, карт крутизни та експозицій схилів, а на їх основі і карт ерозійної небезпеки, напрямків поверхневого стоку, геохімічної міграції елементів, стійкості ландшафтів і т.п. [21]

Під цифровою моделлю рельєфу – ЦМР (в англомовній науковій літературі – Digital Elevation Model(DEM), інколи – Digital Terrain Model (DTM), хоча останній термін не є точним, оскільки його дослівним перекладом з англійської мови є термін «цифрова модель місцевості») – у геоінформатиці звичайно розуміють цифрове подання топографічної поверхні у вигляді регулярної мережі клітинок заданого розміру (GRID DEM) або нерегулярної трикутної мережі (TIN DEM). Ці дві форми подання ЦМР є в наш час взаємно конвертованими і мають практично однакові можливості щодо подання і аналізу рельєфу [4].

Відомо, що в геоморфології і  картографії існують дещо інші підходи  до трактування цього поняття. У  коло визначення ЦМР згідно з цими підходами звичайно входять форма  задания вихідних даних і спосіб обчислення значень поля в заданих  точках. Так, О.В. Поздняков і І.Г. Черваньов (1990) цифровою моделлю рельєфу називають модель, утворену дискретним масивом чисел, що описує просторове положення характерних точок каркасних ліній (тальвегів і вододілів) одного порядку. У картографії під ЦМР будь - якого географічного поля, у тому числі й рельєфу, розуміють певну форму подання вихідних даних і спосіб їх структурного опису. Це дозволяє обчислювати (відновлювати) значення поля в заданій області шляхом інтерполяції чи екстраполяції.

З погляду на аналіз територіальних природних або природно-господарських  комплексів і вирішення прикладних завдань, пов'язаних з навколишнім середовищем, засобами ГІСтехнологій, кращим є перше визначення. Воно трактує ЦМР як один із шарів інформаційного блока ГІС, що містить цифрову інформацію про відмітки топографічної поверхні у вигляді растра або TINмоделі. У цьому випадку форма представлення вихідних даних про рельєф і спосіб відновлення значень топографічної поверхні по клітинках растра заданого розміру з використанням методів інтерполяції й екстраполяції складають основу її побудови [12].

Перші експерименти по створенню ЦМР  відбувались ще на початкових етапах розвитку геоінформатики та автоматизованої  картографії першої половини 60-х  років XX ст. З тих пір розроблені методи та алгоритми вирішення різних завдань, створені програмні засоби моделювання, великі, в тому числі національні та глобальні, масиви даних про рельєф, накопичений досвід вирішення з їх допомогою наукових і прикладних задач [1].

Незважаючи на уявну простоту модельованого об'єкта – рельєфу, який на перший погляд, добре описується математично як поверхня або поле, практика пропонує безліч способів і технологій створення ЦМР. 
Велика кількість джерел вихідних даних про рельєф викликана, у свою чергу, різноманіттям способів отримання і організації первинних вимірювальних відомостей та їх похідних. Серед них геодезичні роботи та топографічна зйомка місцевості, стереофотограмметрична обробка фототеодолітних, аеро- і космічних знімків, промірні роботи та ехолокація підводного рельєфу акваторій океанів і внутрішніх водойм, радіолокаційна зйомка рельєфу льодовикового ложа і небесних тіл. Різноманітні і вторинні джерела відомостей про рельєф, наприклад топографічні карти і плани [4].

Зокрема, потрібно зазначити, що дані дистанційного зондування Землі як інформаційного забезпечення ЦМР постійно зростає.  Цьому сприяють технологічні та технічні причини:

• зростання просторової роздільної здатності систем сканерної зйомки (наприклад, космічні знімки Quick Bird II мають дозвіл 61 см);
• широке розповсюдження недорогих і доступних цифрових фотограмметричних станцій, у тому числі на платформі персональних комп'ютерів;
• поява принципово відмінного від стереофотограмметричного методу екстракції висот – інтерферометрії.

Аерофотознімки  широко використовуються для контролю якості ЦМР. 
З їх відносно великомасштабної стереомоделі беруться контрольні точки зі значеннями висотних відміток, точність яких  набагато вище, ніж в моделі яка створюється.

Процедури екстракції висот з даних ДЗЗ мають певні недоліки. В умовах щільної міської забудови або високої лісистості території одержана ЦМР буде в основному відображати геометрію будівель і споруд або пологу лісу і вимагатиме втручання оператора в автоматизований процес її побудови. 

Крім  фотограмметрії дані дистанційного зондування широко використовуються при створенні систем віртуальної реальності для 
«обтягування» (драпірування) тривимірних моделей рельєфу з метою придання «реалістичності» моделі. При використанні різночасових даних дистанційного зондування такі моделі дуже показові при вивченні динаміки геосистем. 
         Просторова організація вихідних даних про рельєф як безлічі опорних точок моделі (точок з відомими висотними відмітками) також різна. Їх розподіл може бути регулярним, структурним і хаотичним. З урахуванням технології отримання та передобробки (характеру фотограмметричної обробки стереомоделей і технології цифрування карт) можна виділити такі системи висотних відміток рельєфу:

1. нерегулярно розташованих точок;
2. нерегулярно розташованих точок, положення яких пов'язано зі структурою рельєфу (структурні лінії поля);
3. точок, регулярно розташованих уздовж ліній, слабко пов'язаних зі структурою рельєфу (на ізолінія або профілях, наприклад галс попутного проміру);
4. регулярно розташованих точок (прямокутні, трикутні або шестикутні регулярні мережі) [12].

При цифровому моделювання рельєфу  виділяють наступні технологічні етапи:

1. створення вихідного масиву даних;
2. перетворення вихідного масиву вимірів для цілей вирішення конкретної задачі та створення моделі рельєфу;
3. візуалізація моделі рельєфу за допомогою засобів комп'ютерної графіки;
4. інтерпретація цифрової моделі рельєфу для отримання практичного результату;
5. застосування цифрової моделі рельєфу для вирішення прикладних завдань [14].

ЦМР складається  з двох категорій даних: геометричної та семантичної.

Геометричні дані містять інформацію про просторове положення поверхні, що моделюється  і, як правило, можуть бути представлені у вигляді функції двох змінних:

z = F (x, y), (1)

де z - позначка точки; x і y - північна і східна координати.

Семантичні  дані характеризують приналежність  точок поверхні до різних типів топографічних  об’єктів (поле, луг, дорога, річка і  т.д.). Ці дані мають вигляд спеціальних  семантичних кодів, які приписуються дискретним елементам цифрової моделі.

Вихідними даними для побудови ЦМР є знімальні  точки. Кожна точка повинна бути задана, як мінімум, п’ятьма параметрами:

• номером точки;
• північною координатою x;
• східною координатою y;
• відміткою z;
• семантичним кодом.

Точки можуть бути отримані як безпосередньо від  дослідників, так і за допомогою  оцифровки відсканованих зображень. Чим більше точок на одиницю площі, тим краще цифрова модель описує реальну поверхню.

У першому  випадку здобуття точок для побудови цифрових моделей рельєфу слід віддати  належне топографічному зніманню. І  хоча сьогодні принцип нівелювання  залишився незмінним, геодезичні роботи більше не зупиняються просто на визначенні відміток точок. Сьогоднішні вимоги до геодезичних інструментів визначають нівелір як комплексну ергономічну  вимірювальну систему, яка не тільки є повністю автоматизованою системою для збору та обробки даних  у цифровому вигляді, а й забезпечує виняткову ефективність виконання  робіт при використанні найсучасніших  технологій. Відомі цифрові моделі рельєфу, що широко використовуються на практиці, поділяються на три групи: регулярні, структурні та нерегулярні.

У регулярних (GRID DEM) моделях точки з відомими просторовими координатами розташовуються в вершинах сітки або квадратів, або прямокутників, або рівносторонніх трикутників. Існують також цифрові моделі у вигляді системи поперечних профілів, проведених через певні відстані уздовж заданої лінії (наприклад, осі траси). За регулярним моделям висотне положення в будь-якій точці місцевості, як правило, визначається лінійною інтерполяцією висот всередині заданого квадрата або прямокутника. Основними недоліками таких моделей є неефективне розташування точок, так як не на всіх ділянках потрібно однакова щільність сітки, і підвищені трудовитрати при розбитті вузлових точок на місцевості. Регулярні моделі знаходять застосування в тих випадках, коли потрібна підвищена точність зйомки, наприклад, при проектуванні аеродромів. Геоінформаційний ресурс Golden Software Surfer 10 належить саме до цього типу подання моделей рельєфу.

У структурних  цифрових моделях точки з відомими просторовими координатами розташовуються на структурних лініях рельєфу, місцях зміни кутів нахилу схилів, на характерних  лініях дороги, урізу річок. Зміна  позначок вздовж структурної лінії  описується поліноміальною залежністю. У порівнянні з регулярною структурна цифрова модель вимагає меншу  щільність вихідних точок і при  лінійної інтерполяції є досить ефективною для опису поверхні міських доріг.

У нерегулярних цифрових моделях рельєфу (Triangulated Irregular Network) точки можуть розташовуватися без будь-якої системи, але з заданої щільністю. Основою цифрової моделі рельєфу цього типу є сукупність сполучених між собою плоских трикутних граней із заданими висотами  у вершині кожного з них. Ці моделі є найбільш універсальними і отримали в даний час найбільш широке поширення [10].

Цифрові моделі рельєфу є основою розв’язання засобами ГІСтехнологій досить широкого спектра завдань, основними серед яких є:

- візуалізації  рельєфу у двовимірному і тривимірному  зображенні;

- визначення  морфометричних характеристик рельєфу;

- побудови  карт нахилів й експозицій  схилів;

- побудови  карт поздовжньої і поперечної  кривизни схилів;

- обчислення  і візуалізації зон видимості  і невидимості для однієї або  системи точок;

- розрахунки  об'ємів щодо заданого висотного  рівня;

- побудови  профілів;

- побудови  карт ліній течії;

- виділення  структурних ліній рельєфу, у  тому числі ліній ерозійної  мережі, вододілів, оконтурування  водозборів [12].