В статье выполнен анализ точности различных методов интерполяции, используемых специалистами при работе вручную или технически реализуемых в программном обеспечении при нанесении рельефа дна на навигационные карты внутренних водных путей, а именно интерполяция «методом ближайшего соседа», треугольная, билинейная интерполяции и биквадратная сплайн-интерполяция. Исследование выполнено при создании электронной навигационной карты реки Северная Двина. Целью исследования является определение метода интерполяции, гарантирующего минимальное отклонение рассчитанных значений от исходных и появление наименьшего количества артефактов. В существующих картографических и геоинформационных программах применяются только методы интерполяции, основанные на расчетах по регулярной сети. При выполнении данного исследования интерполяция проводилась на нерегулярной сети, поскольку промерные работы были выполнены с помощью однолучевого эхолота, а сеть глубин, полученная при помощи оборудования такого типа, всегда образует нерегулярную сеть. Это позволило в максимальной степени сохранить точность исходного промера при проводимой интерполяции. Проверка точности выполненной интерполяции проводилась способом разделения всех глубин на две части: продольные и поперечные галсы с последующим вычислением значений глубин на продольных галсах с помощью интерполяции. Максимальные расхождения до 50 см были выявлены при выполнении интерполяции «методом ближайшего соседа», минимальные расхождения менее 10 см - при выполнении биквадратной сплайн-интерполяции. По результатам исследования для построения цифровых моделей дна, на базе которых на навигационные карты наносится рельеф дна, рекомендован метод биквадратной сплайн-интерполяции.
The accuracy of various interpolation methods, used by specialists when working manually or technically implemented in software when plotting bottom relief on navigation maps of inland waterways, namely nearest neighbor interpolation, triangle based interpolation, bilinear interpolation and biquadratic spline interpolation, is analyzed in the paper. The study was conducted during the process of creating an electronic navigational chart of the Northern Dvina River. The aim of the study is to determine the interpolation method that guarantees the minimum deviation of the calculated values from the original values and the rendering of the least number of artefacts. In existing cartographic and geoinformation software, only interpolation methods based on regular grid calculations are used. In this study interpolation is performed on an irregular grid since depth sounding is carried out using a single beam echo sounder, and the depth grids obtained using this type of equipment are always irregular. This makes it possible to ensure the highest possible accuracy of the initial measurement during interpolation. The accuracy of the performed interpolation is verified by dividing all depths into two parts (longitudinal and transverse tacks) and calculating the depth values at longitudinal tacks using interpolation. The maximum discrepancies of up to 50 cm are detected when performing nearest neighbor interpolation. The minimum discrepancies of less than 10 cm are detected during biquadratic spline interpolation. According to the results of the study, biquadratic spline interpolation is the best method for building digital models of the bottom relief that can then be used to plot bathymetry on navigational charts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.