Das Forschungsproblem besteht darin, künstliche fraktale Landschaftsoberflächen aus dem Digital Elevation Model (DEM) mithilfe eines stochastischen Algorithmus der Software Geographic Resources Analysis Support System Geographic Information System (GRASS GIS) zu generieren. Fraktale Oberflächen ähneln dem Erscheinungsbild natürlichen topografischen Geländes und seiner Struktur mithilfe zufälliger Oberflächenmodellierung. Das Untersuchungsgebiet umfasst die Region Kurilen-Kamtschatka, das Ochotskische Meer und den Nordpazifik. Techniken zur Rasterberechnung, -verarbeitung und -visualisierung wurden in die GIS-Module von GRASS (r.relief, d.rast, r.slope.aspect, r.mapcalc) integriert. Das Modul „r.surf.fractal“ wurde zur Generierung einer synthetischen fraktalen Oberfläche aus ETOPO1 DEM GeoTIFF unter Verwendung des Algorithmus der fraktalen Analyse verwendet. Drei getestete Dimensionen der fraktalen Oberflächen wurden automatisch kartiert und visualisiert. Der Algorithmus der automatisierten fraktalen DEM-Modellierung visualisierte Variationen in der Steilheit und Ausrichtung der künstlich erzeugten Hänge in den Bergen. Eine kontrollierbare topografische Variation der fraktalen Oberflächen wurde für drei Dimensionen angewendet: dim=2,0001, 2,0050, 2,0100. Für die Visualisierung von DEMs wurden Hilfsmodule verwendet (d.rast, r.colors, d.vect, r.contour, d.redraw, d.mon). Die Module „r.surf.gauss“ und „r.surf.random“ wurden für die künstliche Modellierung als Gauß- bzw. zufallsbasierte mathematische Oberflächen eingesetzt. Univariate Statistiken für fraktale Oberflächen wurden zur vergleichenden Analyse von Karten berechnet, die kontinuierliche Felder darstellen, nach Modul „r.univar“: Anzahl der Zellen, Min./Max., Bereich, Mittelwert, Varianz, Standardabweichung, Variationskoeffizient und Summe. Das Papier enthält 9 Karten und GRASS-GIS-Codes, die zur Visualisierung verwendet werden.
Abstract
The research problem is about to generate artificial fractal landscape surfaces from the Digital Elevation Model (DEM) using a stochastic algorithm by Geographic Resources Analysis Support System Geographic Information System (GRASS GIS) software. Fractal surfaces resemble appearance of natural topographic terrain and its structure using random surface modelling. Study area covers Kuril- Kamchatka region, Sea of Okhotsk, North Pacific Ocean. Techniques were included into GRASS GIS modules (r.relief, d.rast, r.slope.aspect, r.mapcalc) for raster calculation, processing and visualization. Module 'r.surf.fractal' was applied for generating synthetic fractal surface from ETOPO1 DEM GeoTIFF using algorithm of fractal analysis. Three tested dimensions of the fractal surfaces were automatically mapped and visualized. Algorithm of the automated fractal DEM modelling visualized variations in steepness and aspect of the artificially generated slopes in the mountains. Controllable topographic variation of the fractal surfaces was applied for three dimensions: dim=2.0001, 2.0050, 2.0100. Auxiliary modules were used for the visualization of DEMs (d.rast, r.colors, d.vect, r.contour, d.redraw, d.mon). Modules 'r.surf.gauss' and 'r.surf.random' were applied for artificial modelling as Gauss and random based mathematical surfaces, respectively. Univariate statistics for fractal surfaces were computed for comparative analysis of maps representing continuous fields by module 'r.univar': number of cells, min/max, range, mean, variance, standard deviation, variation coefficient and sum. The paper includes 9 maps and GRASS GIS codes used for visualization.
