Analysis of Modelling 3D Bedrock Surfaces using Interpolation Methods : A Comparison between Models of 3D Bedrock Surfaces using Different Interpolation Methods

Autor: Marrugat Rodríguez, Mario
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Druh dokumentu: Text
Popis: Geological and geotechnical studies are a critical component of most projects, and it has a significant impact on the economy, project timelines, and subsequent project design. Today, the development of GEOBIM eases this analysis, thus saving costs, speeding up processes and avoiding risks. The recently developed Tyréns algorithm generates 3D bedrock surfaces using kriging. Commercial programs (such as ArcGIS and Civil 3D which are the programs used) can generate them as well. So, this project aims to compare how well Tyréns’ algorithm creates surfaces in contrast with commercial programs. 3D models of the bedrock have been developed using different interpolation methods. Furthermore, true bedrock data is available; they had to make an excavation of an area inside the model boundaries, i. e. directly the real bedrock could be measured. So, a thorough and complete scrupulous analysis is performed. Kriging, nearest neighbor, triangulation and inverse distance weight, have been the interpolation methods used in this project for the generation of surfaces, using ArcGIS. The comparisons made are: • between generated surfaces (Kriging with respect to the rest of the methods), • between the surface generated with Kriging in ArcGIS and the surface generated by the algorithm, • between the Kriging and TIN (Triangulated Irregular Network) surface with respect to the real surface (the one excavated). • and finally the surface of the algorithm with respect to the real surface. Taking into account all the above comparisons, different results have been achieved. On the one hand, inverse distance weight is not a suitable method for bedrock analysis since it does not operate properly in areas where there is no data. Next, nearest neighbor, which has a similar functioning as inverse distance weight, has a better results, but it is not the best solution. Kriging provides the best performance: it resembles reality. In addition, the model generated by ArcGIS and the algorithm are very similar, especially in those areas where there is a significant amount of data. Finally, the triangulation method has obtained results that are similar, but not better, to Kriging. Although it is a simple system, it is effective and fast.
Geologiska och geotekniska undersökningar är en kritisk komponent i de flesta projekt och det har en stor påverkan på ekonomin, projektets tidslinjer och den efterföljande projektutformningen. Idag är utvecklingen av GEOBIM en underlättelse för denna analys, vilket sparar kostnader, snabbar upp processerna och undviker risker. Den nyligen utvecklade Tyréns-algoritmen genererar 3D-berggrundens ytor med hjälp av kriging. Kommersiella program (såsom ArcGIS och Civil 3D, som är de program som används) kan generera dem också. Så detta projekt syftar till att jämföra hur väl Tyréns algoritm skapar ytor till skillnad från kommersiella program. 3D-modeller av berggrunden har tagits fram med hjälp av olika interpolationsmetoder. Dessutom finns det sann data om berggrunden; de var tvungna att göra en utgrävning av ett område innanför modellens gränser, dvs. direkt kunde den verkliga berggrunden mätas. En grundlig och fullständig skrupelfri analys har alltså utförts. Kriging, närmsta granne, triangulering och omvänd distansvikt har varit dem interpolations metoderna som använts i detta projekt för att generera ytor med hjälp av ArcGIS. Jämförelserna som gjorts är följande: • mellan genererade ytor (Kriging i förhållande till övriga metoder), • mellan den yta som genererats med Kriging i ArcGIS och den yta som genererats med hjälp av algoritmen, • mellan Kriging och TIN-ytan (Triangulated Irregular Network) med avseende på den verkliga ytan (den utgrävda), • och slutligen ytan från algoritmen med avseende på den verkliga ytan. Med hänsyn till alla ovanstående jämförelser har olika resultat uppnåtts. På den ena sidan är omvänd distansvikt inte en lämplig metod för analys av berggrunden eftersom den inte fungerar korrekt i områden där det inte finns någon data. Därefter används närmsta granne, som har en liknande funktion som omvänd distansvikt som ger bättre resultat, men är inte den bästa lösningen. Kriging ger det bästa resultatet: det liknar verkligheten. Därtill, modellen som är genererad av ArcGIS och algoritmen är mycket likartade, särskilt i de områden där det finns en betydande belopp av data. Slutligen har trianguleringsmetoden gett resultat som är likartade, men inte bättre än Kriging. Även om det är ett enkelt system är det effektivt och snabbt.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: