Više

Osnovno pitanje o preuzimanju podataka o rezoluciji luka SRTM 3

Osnovno pitanje o preuzimanju podataka o rezoluciji luka SRTM 3


Želim biti u mogućnosti preuzeti visoku rezoluciju od 3 luka (90 metara) s NASA-ine stranice earthexplorer.gov. Međutim, pomalo je zbunjujuće za početnika poput mene. Želim to moći učiniti za svoju zemlju, tj. Indiju. Idem ovdje http://earthexplorer.usgs.gov/ i pritiskom na shift zumiram područje od interesa stvarajući pravougaonik. Tada se prikazuju 4 koordinate i tada tražim skupove podataka. Dobivam toliko opcija i svaka je vrlo malih veličina. Da li bih trebao preuzeti cijeli ili samo jedan? Ako bih trebao preuzeti sve to, postoji li način da to sve napravim u jednom preuzimanju? Pretpostavljam da ću tada morati koristiti progamming kod za spajanje ovih zasebnih .hgt datoteka.


Objašnjenje o skupovima podataka SRTM naći ćete ovdje:

https://lta.cr.usgs.gov/SRTM2

Web lokacija za preuzimanje nudi ASTER DEM, GTOPO i SRTM sa i bez korekcija. Pretpostavljam da želite posljednju.

Skup podataka s 3 luka pokriva područja od 1 stepen x 1 stepen. ovisno o veličini vašeg graničnog okvira, to može biti jedna ili nekoliko datoteka.

Jednom preuzeto, možete ih sve spojiti (poravnaju se, ali se ne preklapaju) ili izgraditi vritualni raster s gdalbuildvrtom kako biste izbjegli velike datoteke.


Nedavno sam napisao alat za preuzimanje SRTM-a koji radi iz besplatnog GIS-a otvorenog koda, alata za geoprostornu analizu Whitebox (koji možete preuzeti ovdje). Korisnik jednostavno određuje raspon lat / long vrijednosti za svoje područje interesa i alat će preuzeti sve .hgt pločice sa FTP stranice, mozairati pločice u jedan bešavni raster, a zatim interpolacijom popuniti praznine u NoData. Detalje o alatu opisujem dalje na ovdje povezanom blogu. Smatram da pomaže ubrzavanju toka posla kada imate posla s prilično velikim brojem SRTM pločica. Na primjer, ovdje je 90 m SRTM bešavni mozaik DEM na Britanskim ostrvima, kojem je trebalo manje od pet minuta, uključujući vrijeme preuzimanja 91 pojedinačne .hgt datoteke.

Alat će biti javno objavljen sa verzijom 3.2.1 Whitebox GAT-a, ali sada ga možete preuzeti iz spremišta Whitebox ako ste zainteresirani za pregled (slijedite vezu na blogu).

UPDATE

Upravo sam objavio najnoviju verziju softvera, koja uključuje alat za preuzimanje SRTM podataka opisan u ovom postu.


Obrađeni GIS podaci

Obrađeni podaci su dostupni u vektorskom formatu ESRI Shape (administrativne granice, naseljena mjesta, dalekovodi) ili kao ASCII GRID u rezoluciji od 1 km. Prostorni referentni sistem obrađenih podataka je "ETRS Lambert Azimuthal Jednaka površina" kako je opisano u nastavku.

ETRS Lambert Azimuthal Jednaka površina

Referentni sistemi izvornih podataka obično se razlikuju od ciljnog sistema primijenjenog modela. Globalni slojevi (npr. Mrežasto stanovništvo, topografija, globalni pokrivač zemlje) dostupni su u geografskim koordinatama, dok nacionalni instituti koriste kartografski i referentni sistem koji je najprikladniji za njihove regionalne ili nacionalne primjene i definirani vlastitim propisima o prostornim podacima (npr. Uganda često koristi referentni sistem dat sljedećim parametrima: Projekcija: Univerzalni poprečni mercator (UTM), Zona: 36, Referentni elipsoid: Clarke 1880, Datum: Arc 1960).

U cilju daljeg razvoja, uređivanja i analize procesa, rudarenje podataka izvornih informacija praćeno je brojnim operacijama usklađivanja i integracije geopodataka. Osiguravajući prostornu kompatibilnost različitih izvora podataka, svi izvorni tematski slojevi transformirani su u unaprijed definirani metrički prostorni referentni sistem.

Budući da se modelirano područje (afrički kontinent) prostire na nekoliko administrativnih regija i zemalja, bilo je potrebno odrediti zajednički referentni sistem. Za georeferencirane informacije o projektu AFRETEP koordinatni referentni sistem koji se često primjenjuje u modelima Sredozemnog bazena, Afrike i Jugozapadne Azije [Huld et al., 2005], a koji također odgovara evropskim standardima [Annoni et al., 2001] je izabran.

Primijenjena ETRS Lambert Azimuthal Projekcija jednake površine karakteriziraju sljedeći parametri:

Naziv projekcije: ETRS_LAEA
Tip projekcije: Lambert Azimuthal Jednaka površina
Sferoid: GRS80
Datum: WGS84
Radijus referentne sfere: 6378137
Jedinice: metri
Geografska dužina središta projekcije: 18 ° 00 '00 "
Širina centra projekcije: 00 ° 00 '00 "
Lažni istok: 4321000.0
Lažno sjever: 3210000.0

SOCIO-EKONOMSKI SLOJEVI PODATAKA

Administrativna područja, granice i imena

Georeferencirani skup podataka administrativnih jedinica projekta Map Library (Map Maker Trust, Škotska) čini bitnu komponentu u razvoju našeg modela. Čitav skup podataka o Africi pregledan je i ažuriran kako bi odražavao granice prema januaru 2007. Status granice i administrativni nazivi provjereni su u odnosu na različite izvore informacija [Biblioteka mapa, 2007.]. Stvarni skup poligona postao je spoj ostalih skupova podataka dostupnih u javnoj domeni.

Preuzmite datoteku oblika :
afretep_etrs_countries.zip (

Stanovništvo

Podaci "Populacija svijeta s mrežom: buduće procjene" [CIESIN, FAO, CIAT] koji sadrže brojeve populacije prilagođene UN-u i mreže gustine u formatu Arc / Info GRID pružali su glavni izvor za procjene stanovništva. Rasterski podaci su na 2,5 lučne minute (

4650 m) gustoća naseljenosti i broj stanovnika u rezoluciji u 2005. godini, prilagođena ukupnim brojevima UN-a. Izvorni podaci pohranjeni su u geografskim koordinatama u decimalnim stupnjevima na osnovu sferoida Svjetskog geodetskog sistema iz 1984. (WGS84) i projicirani su (ETRS Lambert 18,0) i ponovno uzorkovani (1000 m) koji predstavljaju procijenjeni broj populacije u svakoj ćeliji u Rezolucija 1 km.

Preuzmite mrežne podatke od 1 km :
afretep_etrs_1km_popdens.zip (

Bilješka: Mrežni skup podataka o ukupnom stanovništvu pruža projekat AfriPop.
Link do najnovije karte i podataka: http://www.worldpop.org.uk/

Naseljena mjesta

Lokalitet i naziv točkastih objekata (npr. Naseljena mjesta, administrativni centri, crkve, škole, vojne baze) bili su dostupni iz skupa podataka Biblioteke mapa bez podataka o stanovništvu. Sloj gradova iz skupa podataka ESRI [ESRI, 2006] s klasama procijenjene populacije obrađen je dodatno.

Baza podataka o ljudskim naseljima koju pruža CIESIN, Univerzitet Columbia izvor je mape afričkih gradova i gradova s ​​populacijom od 1.000 ili više. Globalni projekt mapiranja ruralnih i urbanih područja, verzija 1 (GRUMPv1) rezultirao je i gore opisanim mrežnim podacima o stanovništvu.

Preuzmite datoteku oblika :
afretep_etrs_populated.zip (

Bilješka: Mrežni skup podataka o ukupnom stanovništvu (ne samo gradovima) pruža projekat AfriPop.
Link do najnovije karte i podataka: http://www.worldpop.org.uk/

Mrežna infrastruktura

Glavni izvor primijenjene afričke mrežne infrastrukture bila je GIS baza podataka Afričke infrastrukturne zemlje dijagnostike (AICD), inovativni program znanja za poboljšanje javnog razumijevanja infrastrukturne situacije u Africi. Baza podataka AICD pruža međudržavne podatke o mrežnoj infrastrukturi za devet glavnih sektora: vazdušni transport, informaciono-komunikaciona tehnologija (ICT), navodnjavanje, luke, električna energija, željeznice, putevi, voda i sanitarne usluge.

Baza podataka pokriva 24 države: Benin, Burkina Faso, Kamerun, Zelenortski Otoci, Čad, Demokratska Republika Kongo, Obala Bjelokosti, Etiopija, Gana, Kenija, Lesoto, Madagaskar, Malavi, Mozambik, Namibija, Niger, Nigerija, Ruanda, Senegal, Južna Afrika, Sudan, Tanzanija, Uganda i Zambija (april, 2010). Na web lokaciji [AICD, 2009] AICD-a postavljeni su samo podaci iz javnog domena, stoga nisu dostupni svi slojevi dostupni u bazi podataka u GIS obliku za našu trenutnu studiju.

Iz baze podataka AICD primijenjena su dva tematska sloja:
Snaga: Elektrane (točkasti objekti), Prenosna mreža (linearni objekti)
Transport: Putevi (linearni objekti)

Izvor podataka o namibijskoj infrastrukturi (nacionalne distribucijske stanice električne mreže uz nacionalnu mrežu elektroenergetskih mreža i elektrane) bio je Digitalni atlas Namibije objavljen u projektu ACACIA (Arid Climate, Adaptation and Cultural Innovation in Africa) [ACACIA, 2009. ]. Podaci o atributima ukazuju na kapacitet dalekovoda.

Preuzmite datoteku oblika :
afretep_etrs_transmission.zip (

Vrijeme putovanja do većih gradova: Globalna karta pristupačnosti

Pristupačnost se definira kao vrijeme putovanja do lokacije od interesa korištenjem putovanja kopnom (cesta / off road) ili vodom (plovna rijeka, jezero i okean). Ova pristupačnost izračunava se pomoću algoritma udaljenost-troškova koji izračunava "troškove" putovanja između dvije lokacije na redovnoj rasterskoj mreži. Općenito se ovaj trošak mjeri u jedinicama vremena, a rasterska mreža koja predstavlja trošak često se naziva površinom trenja. Površina trenja sadrži informacije o transportnoj mreži i okolišnim i političkim faktorima koji utječu na vrijeme putovanja između lokacija [Nelson, 2008]. Izvorni podaci su u geografskoj projekciji s rezolucijom od 30 lučnih sekundi. Format je cijeli broj Arc / Info GRID format sa pikselnim vrijednostima koje predstavljaju minute vremena putovanja [Nelson, 2008].

Preuzmite rešetku od 1km podaci:
afretep_etrs_1km_traveltime.zip (

Procijenjeni troškovi električne energije [euro / kWh] isporučene od dizelskog generatora, 2010

Baza podataka o međunarodnim cijenama dizela za 2008. i 2010. godinu u afričkim zemljama [S. Ebert i suradnici, 2009, GTZ] obrađeni su za daljnje studije o procjeni energetskih rješenja u ruralnoj Africi i mapiranje troškova elektrifikacije distribuirane solarne i dizelske proizvodnje nasuprot proširenju mreže [Szabó et al. 2011]. Ovisno o nacionalnim porezima / subvencijama, nacionalne prosječne vrijednosti kretale su se između 8 eurocent (Libija) i 113 eurocent (Malavi).

Preuzmite rešetku od 1km podaci:

Mapa međunarodnih cijena dizela, 2010

Baza podataka GTZ o međunarodnim cijenama dizela dostupna je i za 2010. godinu [Armin Wagner, 2011, GTZ]. Karta i GIS podaci u nastavku prikazuju maloprodajne cijene dizela (centi eura po litri) sredinom novembra 2010. na osnovu podataka GTZ-a. Više informacija: https://www.giz.de/expertise/html/4282.html

Ovisno o nacionalnim porezima / subvencijama, nacionalne prosječne vrijednosti kretale su se između 10 eurocenta (Libija) i 124 eurocenta (Centralnoafrička Republika).

Preuzmite datoteku oblika :
afretep_etrs_diesel_gtz2010.zip (

Mapa procijenjenih troškova proizvodnje električne energije

Troškovi proizvodnje električne energije izračunati za PV sistem van mreže u Africi kreću se od 0,2 do 0,55 EUR / kWh. Mogu se uočiti velike geografske razlike: neke od najpovoljnijih regija s niskim troškovima imaju vrlo nisku gustinu naseljenosti (npr. Sahara sa 0-15 osoba / km2), dok su druge relativno gusto naseljene (npr. Tanzanija, Južna Afrika sa 30-100 osoba / km2).

Dodatne informacije:
Fotonaponski geografski informativni sistem (PVGIS), Geografska procjena solarnih resursa i performanse fotonaponske tehnologije
Huld T., Šúri M., Dunlop E., Albuisson M, Wald L (2005). Integracija baze podataka HelioClim-1 u PVGIS za procjenu potencijala solarne električne energije u Africi. Zbornik radova sa 20. Evropske konferencije i izložbe fotonaponskih solarnih energija, 6.-10. Juna 2005., Barselona, ​​Španija.

Preuzmite rešetku od 1km podaci:
afretep_etrs_pv_eurkwh_2010.zip (

FIZIČKI GEOGRAFSKI SLOJEVI PODATAKA

Digitalni model visine

Misija radarske topografije shuttle-a (SRTM) dobila je podatke o nadmorskoj visini na skoro globalnoj skali (između N60 i S57 stepeni) kako bi generirala najkompletniju digitalnu topografsku bazu podataka visoke rezolucije Zemlje. Projekt je zajedničkim naporima NASA-e, američke Nacionalne geoprostorno-obavještajne agencije (NGA) i njemačke i talijanske svemirske agencije, a letio je u veljači 2000. Upotrijebio je dvostruke radarske antene za prikupljanje interferometrijskih radarskih podataka (IFSAR), obrađenih do digitalni topografski podaci pri rezoluciji od 1 luk-sec [Farr i sur., 2007]. Prema sporazumu NASA-NGA o distribuciji podataka, SRTM podaci su objavljeni u 3 lučna sekunde (

90 m) rezolucija za područja izvan Sjedinjenih Država i puna rezolucija 1 luk-sek (

30 m) za područje Sjedinjenih Država. Podaci SRTM-a kao javna topografska baza podataka mogu se dobiti putem Interneta. Pored podataka o nadmorskoj visini, dostupna je i odgovarajuća dokumentacija i reference. „Skup podataka najkvalitetnijeg SRTM-a“ dostupan je na veb lokaciji Konzorcijuma za prostorne informacije (CGIAR-CSI): http://srtm.csi.cgiar.org. Podaci SRTM-a su obrađeni (projektirani i preuzorkovani ETRS Lambert 18,0 - 500 m, 1000 m) i primijenjeni za modeliranje terena (procijenjeni srednji gradijent).

Preuzmite obrađena podaci:
afretep_etrs_500m_srtm.zip (

172 Mb) - Trenutno nije dostupno!

Preuzmite izvorne podatke:
CGIAR-CSI - http://srtm.csi.cgiar.org (Link do globalne baze podataka Konzorcijuma za prostorne informacije)

Riječna mreža

Afrička pokrivenost dvije baze podataka o globalnom protoku i riječnoj mreži obrađena je i analizirana u studiji o piko- i mini-hidroenergetskim izvorima.

Slojevi podataka o kopnenim vodama i vodnim tokovima 1: 1 miliona vektorskih mapa (VMap0) za Afriku pružali su osnovne geografske informacije o različitim vodnim tijelima (poligoni i poliliniji). Pohranjeni hidrografski opis karakteristika (višegodišnje / trajno, neprestano / isprekidano / fluktuirajuće) činio je osnovu prvog ocrtavanja riječnih segmenata potencijalno pogodnih za proizvodnju električne energije pomoću piko- i mini-hidro sistema.

Uzimajući u obzir karakteristike i tehnička ograničenja VMAP0 podataka, dodatni hidrografski skup podataka dizajniran za kontinentalne i globalne primjene uključen je u studiju
HydroSHEDS je zasnovan na SRTM podacima o nadmorskoj visini visoke rezolucije. Konzistentni proizvod projekta HydroSHEDS nudi niz georeferenciranih skupova podataka (vektorskih i rasterskih) u različitim razmjerima, uključujući riječne mreže, granice slivova, smjerove odvodnje i akumulacije protoka. Primijenjena rezolucija bila je 3 lučne sekunde (približno 90 metara na ekvatoru).

Izvorni podaci prikazali su sav linearni nizvodni tok kao 'riječni tok', gdje je područje uzvodnog sliva bilo više od 1000 ćelija (približno 8 km2 na ekvatoru). Tokom naše obrade i analize GIS-a stvarna veličina slivova izračunata je u kvadratnim kilometrima na osnovu geografskog položaja (geografske širine) ćelija koje pripadaju svakom slivu. Kao kontrolni podaci primijenjeni su metapodaci mjernih stanica (veličina sliva i srednji godišnji protok) iz baze podataka Globalnog oticanja u Globalnom centru otjecanja podataka.

Na osnovu opisa gotovo 8000 globalnih stanica i spomenutih riječnih podataka, odabrani su segmenti rijeka koji ispunjavaju sljedeće kriterije kao potencijalna mjesta mini hidro-sistema:

- stalna rijeka (informacije: VMAP0)
- gradijent rijeke ili površinski gradijent duž rijeke> 1% (izvedeno iz SRTM30)
- veličina sliva> 100 km2 (proračun zasnovan na HydroSHEDS)
- srednji godišnji protok protoka> 4 m3 / s (GRDC)

Obrađeni GIS podaci su dalje analizirani izračunavajući troškove instalacije sistema.

Preuzmite izvorne podatke:
VMap0 podaci u ESRI formatu oblika (Opis i spreman za preuzimanje)
CGIAR-CSI - http://srtm.csi.cgiar.org (Link do globalne baze podataka Konzorcijuma za prostorne informacije)
Global Runoff Data Center (Link do Global Runoff Database)
HydroSHEDS (Link do USGS HydroSHEDS stranica)

Land Cover

Baza podataka Global Land Cover 2000 (GLC2000) [GEM, 2003] odabrana je za modeliranje pokrivača zemljišta. Opći cilj GLC2000 bio je pružiti usklađenu bazu podataka o pokrivaču zemljišta koja pokriva čitav svijet za 2000. godinu Međunarodnoj konvenciji o klimatskim promjenama, Konvenciji o borbi protiv dezertifikacije, Ramsarskoj konvenciji i Kjotskom protokolu. U projektu GLC2000 korišten je FAO sistem klasifikacije zemljišnog pokrivača (LCCS) koji se razlikuje od klasa primijenjenih u CORINE. Izvorni podaci definirani su geografskim koordinatama (Lat / Lon, WGS84). Prostorna rezolucija je

1km na ekvatoru (0,00833 decimalna stupnja). Izvorni podaci su projicirani i preuzorkovani u zajednički referentni sistem (ETRS Lambert 18,0 - 1000 m).

Preuzmite izvorne podatke:
Global Land Cover 2000 - Proizvodi (Veza na Globalni projekt Land Cover 2000)


Resursi podataka (39)

Vaš preglednik ne podržava iframe-ove.

Pomozite nam da poboljšamo otvorene podatke

Pomozite nam da izmjerimo utjecaj otvorenih podataka sudjelovanjem u našoj kratkoj anketi. Voljeli bismo saznati više o tome kako se koriste Otvoreni podaci s data.gov.ie, kako bismo mogli nastaviti poboljšavati kvalitet i relevantnost skupova podataka koji se objavljuju. Sva pitanja nisu obavezna.

Komentari [3] Ostavite komentar

Podaci su stari url za skupno preuzimanje za verziju 2.1 3-lučnog drugog skupa podataka SRTM3. Podaci koji su trenutno dostupni putem USGS EarthExplorera i LP DAAC spremišta podataka su Verzije 3. Starija verzija na https://dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/SRTM3/North_America/ više nije podržana, tako da te veze neće biti ažurirano. Podaci SRTM-a dostupni su i globalno u rezoluciji od 1 luka (SRTMGL1.003) putem baze podataka (https://e4ftl01.cr.usgs.gov/MEASURES/SRTMGL1.003/) ili iz programa EarthExplorer, gdje su navedeni kao NASA SRTM3 SRTMGL1. Molimo vas da se prijavite pomoću NASA-inih podataka za prijavu podataka da biste preuzeli podatke iz NASA-inih LP DAAC kolekcija. Ovi skupovi podataka zahtijevaju prijavu i na NASA Earthdata i na USGS EarthExplorer sisteme za pristup podacima. Nakon što kreirate svoj račun, morat ćete i “autorizirati” aplikaciju LP DAAC Data Pool. Na stranici profila na svom računu Earthdata morat ćete odabrati Moje aplikacije. Na toj stranici provjerite je li LP DAAC spremište podataka navedeno. Ako nije, odaberite Autoriziraj više aplikacija. U dijaloški okvir upišite LP DAAC Data Pool i kliknite Search for Applications. Odaberite Odobri kada se prikazuje sa lpdaac_datapool. Neka sve bude označeno, ali možete poništiti potvrdni okvir Da, želio bih biti obaviješten. Odaberite Autoriziraj i LP DAAC spremište podataka treba dodati u vaše odobrene aplikacije. Mogli biste imati koristi od upotrebe alata AppEEARS. · O odredišna stranica AppEEARS: https://lpdaacsvc.cr.usgs.gov/appeears/ · o Korisnici će trebati i https://urs.earthdata.nasa.gov/?_ga=2.148606453.334533939.1615325167-1213876668.1613754504.Kliknite ili dodirnite ako vjerujete ovoj vezi. "& GtEarthdata Prijava · o Upute za početak rada možete pronaći ovdje: https://lpdaacsvc.cr.usgs.gov/appeears/help · o Evo jednostavnog primjera obrasca za izdvajanje SRTMGL1 v3 za područje oko Crnog brda, SD.

Podaci su stari url za skupno preuzimanje za verziju 2.1 3-lučnog drugog skupa podataka SRTM3. Podaci koji su trenutno dostupni putem USGS EarthExplorera i LP DAAC spremišta podataka su Verzije 3. Starija verzija na https://dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/SRTM3/North_America/ više nije podržana, tako da te veze neće biti ažurirano. Podaci SRTM-a dostupni su i globalno u rezoluciji od 1 luka (SRTMGL1.003) putem baze podataka (https://e4ftl01.cr.usgs.gov/MEASURES/SRTMGL1.003/) ili iz programa EarthExplorer, gdje su navedeni kao NASA SRTM3 SRTMGL1. Molimo vas da se prijavite pomoću NASA-inih podataka za prijavu podataka da biste preuzeli podatke iz NASA-inih LP DAAC kolekcija. Ovi skupovi podataka zahtijevaju prijavu i na NASA Earthdata i na USGS EarthExplorer sisteme za pristup podacima. Nakon što kreirate svoj račun, morat ćete i “autorizirati” aplikaciju LP DAAC Data Pool. Na stranici profila na svom računu Earthdata morat ćete odabrati Moje aplikacije. Na toj stranici provjerite je li LP DAAC spremište podataka navedeno. Ako nije, odaberite Autoriziraj više aplikacija. U dijaloški okvir upišite LP DAAC Data Pool i kliknite Search for Applications. Odaberite Odobri kada se prikazuje sa lpdaac_datapool. Neka sve bude označeno, ali možete poništiti potvrdni okvir Da, želio bih biti obaviješten. Odaberite Autoriziraj i LP DAAC spremište podataka treba dodati u vaše odobrene aplikacije. Mogli biste imati koristi od upotrebe alata AppEEARS. · O odredišna stranica AppEEARS: https://lpdaacsvc.cr.usgs.gov/appeears/ · o Korisnici će trebati i https://urs.earthdata.nasa.gov/?_ga=2.148606453.334533939.1615325167-1213876668.1613754504. Kliknite ili dodirnite ako vjerujete ovoj vezi. "& GtEarthdata Prijava · o Upute za početak rada možete pronaći ovdje: https://lpdaacsvc.cr.usgs.gov/appeears/help · o Evo jednostavnog primjera obrasca za izdvajanje SRTMGL1 v3 za područje oko Crnog brda, SD.

Neke od gornjih veza zip datoteka vraćaju grešku 404 na podatkovnom portalu USGS. Ni preuzimanje datoteke Qgs ne pomaže jer se datoteke neće preuzeti.


Elipsoidna naspram ortometrijske visine

Drugi atribut podataka koji upravitelj podataka treba razumjeti je elipsoidna visina i ortometrijska visina. Elipsoidna visina odnosi se na vrijednosti nadmorske visine iznad ili ispod idealizirane površine koja približno odgovara obliku zemlje kao sferoida. Primjer elipsoida je WGS 84, ali u upotrebi je mnogo različitih elipsoida.

Važno je razumjeti da je elipsoid vrlo glatka površina i može se uvelike razlikovati od lokalnog nivoa mora (koji je definiran modelom geoida). Moderne tehnologije pozicioniranja (na primjer, satelitski orbitalni položaji i GPS, koji se često koriste u aerofotografiji, lidaru i topografskom radaru, kao i zemaljsko snimanje) obično vrše sva mjerenja u odnosu na referentni elipsoid.

Elipsoidne nasuprot ortometrijskim visinama

Ortometrijska visina odnosi se na vrijednosti nadmorske visine iznad ili ispod površine modela geoida kojim se geoid približava lokalnom nivou mora. Iako je geoid matematička površina koja je relativno glatka, uključuje lokalne razlike u gravitaciji i tako pokazuje mnogo veće varijacije od idealiziranog elipsoida. Za tradicionalne metode (ne satelitske) ankete, sva mjerenja se uglavnom vrše u odnosu na geoid (lokalni nivo mora).

  • Elipsoidne visine obično se koriste za aplikacije zasnovane na GPS podacima i za ortorektifikaciju satelitskih snimaka, dok zračna fotografija može koristiti ortometrijsku ili elipsoidnu visinu, ovisno o datumu koji se koristi za vanjsku orijentaciju. Vanjska orijentacija može biti ortometrijska (ako je kontrola za projekt generirana pomoću podataka zemaljske stanice) ili elipsoidna (kao što je GPS + IMU u zraku). U potonjem slučaju, elipsoidna visina tla bila bi potrebna za potporu procesu ortorektifikacije.
  • Orthometric Heights se obično koriste u geodetskim izmjerama, hidrologiji, poljoprivredi i upravljanju zemljištem.

Većina skupova podataka o nadmorskoj visini obrađuje se kako bi prijavila ortometrijsku visinu, ali upravitelj podataka mora razumjeti razliku i potvrditi ono što je navedeno u ulaznim podacima. Pored toga, vrlo je vjerojatno da će biti zahtjev za služenjem podataka o nadmorskoj visini u oba formata, što zahtijeva postupak pretvorbe.

Za većinu scenarija preporučuje se da je osnovna visinska usluga konfigurirana za ortometrijsku visinu, a ako su potrebne elipsoidne visine, funkcije se mogu primijeniti (koristeći odgovarajući geoid) za izračunavanje usluge elipsoidne visine. Pogledajte Pretvaranje iz ortometrijske u elipsoidnu visinu za više informacija o pretvaranju ortometrijske visine u elipsoidnu visinu pomoću geoida (EGM96) u ArcGIS.

Tačnost mjerenja visine

Dvije su uobičajene vrijednosti povezane s daljinski osjetljivim podacima i mapiranjem kako bi se definirala točnost podataka: kružna pogreška i linearna pogreška. Horizontalna prostorna tačnost kružna je pogreška horizontalnih koordinata skupa podataka na određenom procentnom nivou pouzdanosti. Vertikalna prostorna tačnost definirana je linearnom pogreškom vertikalne koordinate skupa podataka uz određeni postotak pouzdanosti, poput mjerenja nadmorske visine. U osnovi, tačnost se mjeri raspodjelom vjerovatnoće koju vrijednost ima od stvarne vrijednosti. Tačnost od 90 posto nivoa pouzdanosti znači da će 90 posto tačnosti položaja biti jednako ili manje od prijavljene vrijednosti tačnosti.

U metapodacima možete vidjeti stavke, poput CE90, što znači da je to mjera kružne pogreške od 90 posto i da će često imati vrijednost povezanu s njom, dok LE90 znači linearnu pogrešku od 90 posto. Možete vidjeti i VE za vertikalnu grešku (što je linearna greška u vertikalnom smjeru). Na primjer, za SRTM podatke često se navodi da imaju VE90 = 16 metara, što znači da 10 posto vertikalnog mjerenja može odstupati za više od 16 metara od ispravnog vertikalnog mjerenja u određenoj točki (uzimajući u obzir netočnosti geografske širine, dužine i visine).

Nacionalni standardi mapiranja postoje od 1947. Na primjer, "Za karte na razmjerama publikacija veće od 1: 20 000, ne smije biti više od 10 posto testiranih točaka u pogrešci za više od 1/30 inča ... Ova ograničenja točnosti primjenjivat će se u svim slučajevima samo na položaje dobro definiranih točaka ... kao što su spomenici ili oznake, raskrsnice puteva itd. " (Američki biro za proračun, 1947). Vremenom su usvojeni novi standardi, a najnovije ih je objavio Federalni odbor za geografske podatke (FGDC) 1998. Na primjer, za izvještavanje o klasifikaciji tačnosti od 1 metra za svojstvo s povjerenjem od 95 posto, tačnost podataka mora biti manji od ili jednak 1 metru. Glavna razlika u ovim mjerenjima je što se standard više ne temelji na mjeri pomoću skale. Također ćete primijetiti da je mjerenje postalo preciznije - mijenjajući se sa CE90 na CE95.

  1. Savezni odbor za geografske podatke, "Dio 2, Standardi za geodetske mreže, Standardi tačnosti geoprostornog pozicioniranja," Savezni odbor za geografske podatke, Washington, DC, FGDC-STD-007.2-1998, 1998.
  2. C.R. Greenwalt i M.E. Shultz, "Principi teorije grešaka i kartografske primjene", ACIC tehnički izvještaj br. 96, Vazduhoplovna karta i informativni centar, St. Louis, 1968 (ponovo štampano).
  3. Američki ured za proračun, "Američki nacionalni standardi tačnosti mapa", Američki ured za proračun, Washington, DC, 1947.

Osnovno pitanje o preuzimanju podataka o rezoluciji luka SRTM 3 - Geografski informativni sistemi

Napomena: Ovaj alat ne radi od januara 2021. jer su se putanje podataka na koje je ukazao na vanjskim zrcalima promijenile. Pločice sa web stranice CGIAR-a možete preuzeti ovdje. Ova mapa može biti korisna za pronalaženje imena datoteka koje želite preuzeti.

Ovo sučelje pokušava ublažiti bol preuzimanja podaci o nadmorskoj visini iz misije topografije radara Shuttle. Kliknite na crvene pločice da biste preuzeli njihove odgovarajuće podatke.

Svaka pločica dolazi u GeoTIFF formatu u rezoluciji od 90 metara (6000x6000 piksela) iz različitih zrcala koja sam pronašao na internetu. Isprobajte Development Seed ili Linfiniti ili ovaj varalica za pomoć u radu s ovim podacima pomoću GDAL-a.

Ovdje povezane datoteke su verzija 4.1 pokušaja ljudi iz CIAT-CSI da pročišćavaju, poliraju i uklanjaju praznine u neobrađenim SRTM podacima koje je objavila NASA. Mreža SRTM izvorno dolazi iz ove KMZ datoteke za pregledavanje istih podataka u programu Google Earth.


EVRF 2019 donio je puno promjena.

Specifikacija podataka INSPIRE o nadmorskoj visini - tehničke smjernice definirala je da realizaciju EVRS EVRF2007 treba usvojiti kao vertikalnu referencu visine za panevropske geoinformacije.

EVRF2019 bodovi su sada javno dostupni.

geop_v_1 & amp norm_h_1 = srednja plima

Uz Infrastrukturu za prostorne informacije u Europskoj zajednici (INSPIRE) objavljuju se sve više i više digitalnih modela visinskih rezolucija pod besplatnim licencama.

Tema nadmorske visine dio je INSPIRE dodatka 2. Nažalost, podaci se uglavnom pružaju samo s nacionalnim horizontalnim i vertikalnim referentnim sistemima, a lako panevropsko korištenje nije moguće.

Cilj projekta je izvođenje panevropskog skupa podataka digitalnog terena sa standardiziranim horizontalnim i vertikalnim referentnim sistemom. Digitalni površinski modeli u ovoj fazi nisu prepoznati.

Postoje tri izvedena proizvoda:

Projektirane pločice visoke rezolucije:U rasteru 50 * 50 km kao GeoTIFF. Prostorni referentni sistem je ETRS89 Lambert Azimuthal Projekt koordinatnog koordinatnog sistema za projekciju jednakog područja (EPSG: 3035) i vertikalni datum EVRS2000 (EPSG: 5730). Rezolucije ispod 1 m preračunate su na 1 m DTM metodom kubnog ponovnog uzorkovanja kako bi se stvorili upravljani skupovi podataka ispod 10 GB.

1-luk druge europske geografske pločice: Tipične pločice u stilu SRTM od 1 ° * 1 ° stupnja s drugom rezolucijom od 1 luka kao GeoTIFF. Prostorni referentni sistem je geografski, širina / dužina sa horizontalnim datumom ETRS89, elipsoid GRS80 (EPSG: 4258) i vertikalni datum EVRS2000 sa geoidom EGG08 (EPSG: 5730).

Zemljopisne pločice s jednim lukom wgs84 & amp konture: Tipične pločice u stilu SRTM od 1 ° * 1 ° stupnja s 1-lučnom sekundom i 3-lučne sekunde kao hgt. datoteke. Datoteke .hgt su 16-bitnog cjelovitog formata, tako da su vrijednosti visine zaokružene na pune metre. Prostorni referentni sistem je svjetski geodetski sistem 1984 (EPSG: 4326) i vertikalni datum EVRS2000 sa geoidom EGG08 (EPSG: 5730). Imajte na umu da nijedna epoha nije korištena tokom transformacije (vidi dolje) i zato je bolji izbor EPSG: 4258. U svakom slučaju, wgs84 je bio izbor korisnika da se prilagodi široko rasprostranjenim skupovima podataka SRTM. Pored toga, konturne linije kao datoteke oblika generiraju se iz pločica razlučivosti od 3 luka na isti način kao što je izveden globalni skup podataka oblika.

DEM-ovi visoke rezolucije pozivaju se na složene probleme koji nisu bitni u DEM-ovima niske rezolucije poput SRTM, ASTER & amp Co u kojima je RMS greška toliko velika da su bilo koji drugi problemi marginalni.

MOLIM VAS PAŽLJIVO PROČITAJTE SLEDEĆE INFORMACIJE DA BUDEMO SVESTI POJEDINJENIH KORACA OBRADE!

Europa je u pokretu!

Evropska se ploča generalno pomiče za oko 3 cm u pravcu sjeveroistoka (vidi sliku 1).

Stoga je panevropski referentni sistem ETRS89 sistem nepomičan u zemlji u kojem je evroazijska ploča u cjelini statična. 1989. ETRS89 je identičan sa WGS84 / ITRS. Ali od tada imamo godišnji pomak od oko 3 cm prema sjeveroistoku. Da bi se izvršila odgovarajuća transformacija, epoha mora biti prepoznata. To nije važno kod masovnih GPS prijemnika koji imaju preciznost daleko ispod ovog pomaka. Ali kada koristite DGPS tehnike ili DEM-ove visoke rezolucije, uzmite to u obzir.

Imamo i postglacijalni odskok (npr. U Skandinaviji) (vidi sliku 2).

Stoga je Evropa u pokretu u svim smjerovima, a to je teško riješiti.

Panevropski vertikalni referentni sistem (EVRS) također se puno mijenja, jer sve više zemalja učestvuje, a nacionalni referentni sistemi se ažuriraju. Postoji razdvojenost između definicije EVRS-a i realizacije evropskog vertikalnog referentnog okvira (EVRF). Kao prekretnice imamo sisteme EVRS2000 i EVRS2007.

Transformacije vertikalnih podataka

Transformacija vertikalnih datuma je lukavija od reprojekcije između dva horizontalna referentna sistema. Mogu se napraviti vertikalne transformacije, na primjer s gdaltransform (ne s gdalwarp):

gdaltransform -s_srs EPSG: 3035 + 5730 -t_srs EPSG: 3035 + 5621 & lt in.xyz & gtout.xyz

EPSG kôd sastoji se od dva parametra ako želite napraviti vertikalnu transformaciju:

2. Okomiti datum, koji je u ovom slučaju EPSG: 5730 (EVRF2000) i EPSG: 5621 (EVRF2007). Oba su panevropski referentni sistem visine.

Infile u.xyz sadrži koordinate x, y, z:

4650012.500 1649987.500 332.763
4650037.500 1649987.500 337.635
4650062.500 1649987.500 342.153
4650087.500 1649987.500 347.179
4650112.500 1649987.500 352.24
4

Ako se izvrši gdaltransform, outfile će izgledati potpuno isto kao ulazna datoteka. Zašto?

Oba koordinatna sistema (horizontalni i vertikalni) su tačno prepoznata. Možete ih provjeriti, na primjer sa testepsg 'EPSG: 3035 + 5730', koji je uključen u gdal.

Da biste izvršili vertikalnu transformaciju u gdalu, potrebna vam je mreža vertikalnog pomaka, koja još nije dostupna za EVRF2000 i EVRF2007. Više informacija o mrežama s vertikalnim pomakom možete pronaći na VDATUM web mjestu NOAA. Za SAD je dostupno mnogo mreža vertikalnih pomaka koje bi se mogle koristiti sa gdaltransformom.

Slika 3: Odnosi između različitih visinskih površina (izvor: Informacije o zemljištu Novi Zeland: Vertikalne mrežne veze podataka).

Simbol Opis
HNZVD2016 NZVD2016 normalna - ortometrijska visina u metrima
HA LVD Normalno-ortometrijska visina u metrima
HB LVD B normalna - ortometrijska visina u metrima
N Vrijednost NZGeoid2016 u metrima na položaju NZGD2000 h (visina geoida)
hNZGD2000 NZGD2000 elipsoidna visina u metrima
OA Pomak LVD A u metrima procijenjen iz mreže odnosa
OB Pomak LVD B u metrima procijenjen iz mreže odnosa

Gornja slika prikazuje odnos između različitih visinskih površina. Visina elipsoida je h. Visina Geoida je N. HNZVD2016 je normalno-ortometrijska visina, koja je H = h - N. Primjer je s Novog Zelanda, gdje je 13 lokalnih vertikalnih podataka (LVD) definirano u smislu srednje razine mora u njihovim odgovarajućim standardnim lukama. Za svaki LVD postoji mreža vertikalnih odnosa podataka (LVD mreža) u lučnoj mreži 2 ’x 2’. Vertikalni datum za Novi Zeland 2016 (NZVD2016) definiran je geoidom NZGeoid2016. Rešetke odnosa vertikalnih podataka mogu se koristiti zajedno s NZGeoid2016 za transformiranje elipsoidnih visina NZGD2000 u normalne ortometrijske visine u smislu lokalnih podataka.

Rešetke mreže izračunate su pomoću razlike između normalno-ortometrijske i elipsoidne visine za oznake niveliranja GNSS-a unutar LVD regije (izvor).

Transformacija između lokalnog datuma i NZVD2016

Rešetke odnosa (OA) transformirati visinu NVDZ2016 (H) iz visine LVD (HA): HA = H + OA (izvor).

Kada se transformišu između normalne-ortometrijske visine u smislu LVD i NZVD2016 normalne-ortometrijske visine, moraju se koristiti sljedeće jednadžbe:

Transformacija između lokalnih vertikalnih podataka

Pojednostavi.

U ovom trenutku u Evropi nedostaju mreže smjena za EVRF2000 i EVRF2007, kao i za različite nacionalne visinske sisteme. Jedini dostupni panevropski DEM u EVRS-u je EU-DEM. Ovo je model digitalne površine s vodoravnim datumom ETRS89, elipsoidom GRS80 i vertikalnim datumom EVRS2000 sa geoidom EGG08. Podaci SRTM i amp ASTER korišteni su u projektu Kopernikus za izvođenje EU-DEM-a sa horizontalnom rezolucijom od 1 luka (

Primijenjeni pristup je jednostavan. EU-DEM služi kao baza i, a na nacionalne skupove podataka o visini primijenjen je pomak, kao što je prikazano u Tabeli 1 u'Pomak EVRF2000 ' stupac.

Nije primijenjena odgovarajuća transformacija s pomičnom mrežom, samo pomak!

Pomak EVRF2000 [cm]

Pomak EVRF2007 [cm]

Za više informacija o obradi skupova podataka, pogledajte odjeljak 'Meta' ove teme.

Obrada pločica visoke rezolucije

Sljedeća opća obrada primijenjena je sa 64-bitnom verzijom GDAL:

1. Ispunite nodata područja kada je potrebno gdal_fillnodata.

2. Mozaicirajte nacionalne DTM-ove ako je potrebno (gdalwarp).

3. Vratite DTM mozaik na EPSG: 3025 (gdalwarp).

4. Postavite vrijednost nulldata na --32768 (gdalwarp).

5. Podsetite DTM (gdalwarp).

6. Dodajte ili oduzmite vrijednost iz Tabele 1 pomoću gdal_calc.

Ako je potrebno u pograničnim regijama, ako pločica DTM nije u potpunosti ispunila:

7. Uzorite EU-DEM na željenu rezoluciju DTM-a (gdalwarp).

8. Mozaik EU-DEM i DTM (gdalwarp).

U pograničnim regijama različiti DTM-ovi također se mogu spojiti s koracima 5 i 6. U ovom slučaju uvijek je referentna najveća rezolucija.

Primer obrade u pograničnom regionu Belgije, Holandije i Nemačke

Da bi se testirao kvalitet obrađenih pločica, upoređena su područja koja se preklapaju u rubnom trokutu.

Slika 4: Granica Belgije, Njemačke i Nizozemske

EVRF 2000 pomak [cm]

Tab. 2: Osnovni podaci skupova podataka

Tabela 2 prikazuje osnovne podatke upoređenih skupova podataka u preklapajućim se područjima. Za detaljne informacije o obradi skupova podataka pogledajte odjeljak Metapodaci OpenDemEurope - & gt.

Visina u NRW (Njemačka) [m] Visina u Nizozemskoj [m] Apsolutna razlika [m]
55.01 55.02 0.0005
61.05 60.88 0.17
68.72 68.61 0.11
63.34 63.31 0.03
74.1 74.07 0.03
32.15 32.08 0.07
35.47 35.39 0.08
36.57 36.69 0.12
45.52 45.47 0.05
30.99 31.1 0.11
49.12 49.33 0.21
93.82 93.73 0.09
58.11 57.92 0.19
110.18 110.04 0.14
51.43 51.38 0.05
40.68 40.55 0.13
44.86 44.82 0.04
42.05 41.94 0.11
37.19 37.08 0.11
63.51 63.45 0.06
Srednja razlika [m] 0.095025

Tab. 3: Visinska razlika na 20 ispitnih tačaka nakon obrade u preklapajućim područjima NRW (Njemačka) i Holandije.

Visina u Flandriji (Belgija) [m] Visina u Nizozemskoj [m] Apsolutna razlika [m]
32.95 32.92 0.0015
62.79 62.78 0.0005
34.47 34.42 0.05
29.41 29.42 0.01
29.37 29.43 0.06
37.3 37.23 0.07
40.19 40.09 0.1
35.36 35.28 0.08
50.96 50.9 0.06
39.98 40.07 0.09
21.71 21.47 0.24
33.17 33.16 0.01
27.88 27.73 0.15
24.48 24.42 0.06
26.7 26.69 0.01
27.47 27.42 0.05
77.78 77.64 0.14
30.72 30.63 0.09
30.05 30.02 0.03
27.52 26.6 0.92
Srednja razlika [m] 0.1111

Tabulator 4: Visinska razlika na 20 ispitnih tačaka nakon obrade u preklapajućim se područjima Flandrije (Belgija) i Holandije.

Ukupna razlika izmjerenih visina u područjima koja se preklapaju bila je oko jednog decimetra, s maksimalnom razlikom od oko jednog metra.

Čak i ako je korekcija pravilno izvedena, ne pokušavajte izgraditi most na ovom skupu podataka (bez šale - za stvarni primjer onoga što bi se moglo dogoditi zbog netačnog izračuna, vidi :: Rheintalbrücke 1984).

Bogatstvo detalja strukture terena u izvedenim sekundarnim proizvodima od jednog luka je očigledno, čak i ako je razlučivost ista u odnosu na EU-DEM (vidi slike 5 i 6).

Slika 5: Usporedba EU-DGM (lijevo) i izvedenog proizvoda na osnovu DTM-a visoke rezolucije s desne strane (obje rezolucije od 1 luka, regija: podskup N51E007).

Obrada EPSG: 4258 geografskih pločica

Ponovno uzorkovanje u EPSG: 4258 sa 3600 piksela (x, y) i željenim bbox-om, npr .:

gdalwarp -ts 3600 3600 -s_srs EPSG: 25832 -t_srs EPSG: 4258 -te 7,0 51,0 8,0 52,0 -dstnodata & quot-32768 & quot input.tif output.tif

Obrada EPSG: 4326 geografskih pločica

SRTM HGT format je donekle poseban. Na primjer, pločice od 3 luka, na primjer, mogu se izračunati s gdal_translate:

gdal_translate -of SRTMHGT -ize 1201 1201 input_4258_n51e007.tif N51E007.HGT

što rezultira bbox-om:

xmin: 6.9995833333333337 xmax: 8.0004166666666663 ymin: 50.9995833333333337 xmax: 52.0004166666666663

Za pločice od 1 luka koriste se 3601 * 3601 piksela. GDAL automatski obrađuje granične okvire i pretvara izvorni float 32 skup podataka u 16-bitni cjeloviti skup podataka. Vrijednosti podmetara se stoga gube.

Takođe imajte na umu da nijedna epoha nije korištena tokom transformacije (vidi gore).

Savjeti i primjeri za obradu GDAL-a

Primjer popunjavanja nodata regija:

gdal_fillnodata -md 1000 -od GTiff-a nepopunjen.tif popunjen.tif

Primjer podskupa i ponovnog projiciranja:

gdalwarp -s_srs EPSG: 25832 -t_srs EPSG: 3035 -te 4150000 3100000 4200000 3150000 -tr 1.0 1.0 -dstnodata & quot-32768 & quot input.tif output.tif

s_srs = referenca izvora t_srs = ciljna referenca te = granični okvir ciljne datoteke tr = x i y rezolucija dstnodata = nema vrijednosti podataka

Budite svjesni da je važno koristiti -tr parametar! Bez ovog parametra gdalwarp će u primjeru proizvesti 49993 * 49993 sliku veličine piksela 1.00014 m - čak i ako izvorna slika ima 5000 * 5000 ćelija i veličinu piksela 1 m.

Usko grlo prilikom mozairanja gdalwarpom je brzina pisanja. Puno je brži sa SSD pogonom (ssd).

GDAL alat za mozaiciranje gdal_merge čita sve ulazne skupove podataka u memoriji i nije pogodan za velike skupove podataka.

Mnogo je brže mozaicirati manje regije i nakon toga ih spojiti gdalwarpom. Mozaiciranje 84 slike trajalo je 1 sat i 35 minuta. Nakon razdvajanja, izračun je trajao 16 minuta:

gdalwarp nrw_280000_1. nrw_280000_14 1.tif gdalwarp nrw_284000_1. nrw_284000_14 2.tif gdalwarp nrw_288000_1. nrw_288000_14 3.tif gdalwarp nrw_292000_1. nrw_292000_14 4.tif gdalwarp nrw_296000_1. nrw_296000_14 5.tif gdalwarp nrw_300000_1. nrw_300000_14 6.tif gdalwarp 1.tif 2.tif 3.tif 4.tif 5.tif 6.tif all.tif

Zadnja ulazna slika prikazuje se na vrhu.

Rasterski proračun: oduzeti ili dodati vrijednost

gdal_calc -A input.tif --outfile = output.tif --calc = (A-0.01) --NoDataValue = - 32768

U primjeru se 1 cm oduzima od ulazne vrijednosti visine. Izračun se neće primijeniti na vrijednost bez podataka (-32768).

Rasterski proračun: obrađuje više ulaznih null vrijednosti

gdal_calc -A input.tif --outfile = output.tif --calc = & quotA * (A! = 9999) & quot

Nije moguće koristiti gdalwarp s više izvornih null vrijednosti. U ovom se primjeru pretpostavlja da su null vrijednosti ulaznog tiffa 0 i 9999. Ako je uvjet A! = 9999 netačan, primijenit će se vrijednost nula i nova vrijednost piksela je nula - lijep i brz način, zahvaljujući ovo. Naravno, ovo djeluje samo ako je jedna null vrijednost nula. Takođe imajte na umu stvarne nulte vrijednosti na vašoj slici.

Ispunite velika područja vrijednosti čvorova stvarnim vrijednostima visine


Osnovno pitanje o preuzimanju podataka o rezoluciji luka SRTM 3 - Geografski informativni sistemi

Zašto su međunarodni partneri bili uključeni u ovu misiju?

Istraživanje svemira postaje međunarodni napor i korist je svake nacije surađivati ​​u misijama za proučavanje Zemlje, solarnih sistema i svemira. Međunarodno partnerstvo sa njemačkom i talijanskom svemirskom agencijom rezultiralo je dodavanjem radarskog sistema X-opsega u misiju. Leteći X-SAR dodao je podatke visoke rezolucije koji se inače ne bi prikupili.

Koliko je orbita dnevno napravio svemirski šatl?

Svemirski brod obišao je Zemlju 16 puta svakog dana. Tokom jednodnevne misije, Space Shuttle Endeavour, noseći SRTM nosivost, izvršio je 176 orbita Zemlje, leteći repom napred 7,5 km / s (17,000 mph).

Kako se razvoj SRTM-a povezao s Misijom na planetu Zemlju i dugoročnim planovima NASA-e za nadzorne misije okoline?

Misija radarske topografije Shuttle pruža važne informacije za NASA-ino Enterprise of Science Science, koje je posvećeno razumijevanju ukupnog zemaljskog sistema i efekata ljudske aktivnosti na globalno okruženje. Podaci će naučnicima pružiti bolje razumijevanje prirodnih sistema i pouzdaniju metodu za predviđanje promjena u Zemljinoj atmosferi, kopnu i moru koje donose prirodni događaji i aktivnosti uzrokovane ljudima.

Topografski podaci su presudni za tačnost ovih računarskih modela i globalne promjene klime, kopnenih formacija, visina morske površine i atmosferskih promjena. To je zato što Zemljin oblik određuje protok zraka, vode i leda i prostorni obrazac čitavog života, uključujući ljude. Topografski podaci takođe daju naučnicima tragove o osnovnim strukturama Zemlje, uključujući njenu tektonsku aktivnost.

Podaci se različito koriste u naučnim disciplinama, od hidrologije, geologije i arheologije do ekologije i studija urbanog razvoja i njegovog uticaja na životnu sredinu.

Neke od civilnih i komercijalnih upotreba radarske misije imaju koristi od saobraćajne industrije, kao i od tržišta komunikacija i informacionih tehnologija. U telekomunikacijama, pružatelji usluga i operatori bežičnih usluga su posebno zainteresirani za ove digitalne podatke o nadmorskoj visini. Topografski podaci mogu se koristiti za izgradnju boljih primopredajnih stanica, identificiranje najboljih geografskih lokacija za kule mobilnih telefona i raspolaganje najboljim podacima o terenu za planiranje i izgradnju. Zapravo, gotovo svaka industrija koja zahtijeva precizne digitalne elevacijske i topografske podatke ima koristi od ove misije.

Možete li opisati neke terenske radove obavljene kao podrška ovim orbitalnim zapažanjima? Koliko je naučnika bilo uključeno u terenski rad? Koje su vrste aktivnosti obavljali?

Geodetska izmjera bila je glavna vrsta terenskog rada. Naučnici su koristili metodu nazvanu Kinematic Global Positioning System anketiranje. Ova metoda olakšava vrlo brze duge redove preciznih položaja iz vozila u pokretu. Stvarni istraživački rad obavilo je nekoliko entiteta, uključujući privatne izvođače, geodetske NGA i naučnike JPL. Sveukupno je prikupljeno oko 70.000 kilometara istraživačkih linija u znak podrške ovoj misiji. Podaci su korišteni za modeliranje izvora dugotrajnih pogrešaka u podacima.

Pored toga, JPL je tokom misije postavio kutne reflektore. To su visoko reflektirajuće strukture koje se pojavljuju kao svijetla tačka na radarskoj slici. Ovi reflektori postavljeni s precizno izmjerenim koordinatama, služili su kao kontrolne točke u podacima misije radarske topografije shuttle-a.

Zašto ne koristiti komercijalne satelite za prikupljanje podataka?

Optički sateliti imaju problema sa prikupljanjem dvije jasne slike mnogih lokacija zbog oblaka i mraka. Trenutno radeći satelitski sateliti nisu dizajnirani za prikupljanje ove vrste podataka. Kritične informacije poput njihove tačne lokacije nisu dostupne. Zemaljske kontrolne tačke mogu se koristiti za rješavanje nekih problema, ali SRTM nije zahtijevao nikakvo upravljanje zemljom, što je bila prednost u nepristupačnim regijama. Upotreba nove tehnologije radarske interferometrije sa jednim prolazom bila je eksperimentalna i uključivala je određeni rizik jer je testirala tehnologije koje se nikada ranije nisu koristile za mjerenje stava jarbola i broda. Ali dio NASA-ine povelje je eksperimentiranje i testiranje tehnologija leta u svemiru za buduću upotrebu na komercijalnim satelitima ili prijenos u komercijalni sektor.

Po čemu se ova misija razlikovala od Laboratorija svemirskog radara koja je letjela 1994. godine? Šta je novo u vezi sa SRTM?

Srce SRTM radara bio je radar SIR-C / X-SAR, koji je dva puta letio u svemirskom brodu 1994. Napravljeno je nekoliko modifikacija koje su sistemu SRTM dale nove mogućnosti u poređenju sa SIR-C / X-SAR. Glavne promjene bile su dodavanje antena opsega C i X na kraju jarbola od 60 metara. Te sekundarne, ili "vanbrodske" antene, omogućile su radaru da koristi tehniku ​​koja se naziva interferometrija za mapiranje kote terena u jednom prolazu, što sa SIR-C / X-SAR nije bilo moguće. Interferometriju možemo usporediti s osobom koja ispušta dva kamenčića u lokvu vode i gleda kako se talasa ili koncentrični krugovi vode koji izlaze van iz prskanja susreću i ometaju jedni druge. Ti obrasci smetnji uzrokovani talasastom vodom dva kamenčića mjere se pomoću radarskih sistema na brodu kako bi se prikupili topografski podaci. Glavna antena na šatlu i vanbrodska antena na vrhu jarbola istodobno su odbijale radarske signale od Zemlje, a zatim su dohvaćale "unazad raspršene" radarske podatke dok su se signali obje antene rasipali i počeli međusobno ometati.

Dizajn SRTM misije također se razlikovao od SIR-C / X-SAR. Umjesto da se usredotoči na ograničeni broj "nadzemnih" ciljeva za ponovljeno gledanje, kao što je to učinjeno sa SIR-C / X-SAR, SRTM je dizajniran da mapira što veći dio kopnene površine. SRTM je pokrivao svu površinu kopna između 60 stepeni sjeverne i 56 stepeni južne geografske širine. SIR-C / X-SAR pokrivao je manje od 30 posto površine Zemlje.

Svi ovi govori o interferometriji i mjeriteljstvu (nauka o težinama i mjerama) na SRTM-u zvuče sjajno. Koje druge aplikacije postoje?

Tehnike interferometrije i metrologije koriste se u širokom spektru primena u industriji i naukama. Neke posebno korisne primjene duge osnovne linije interferometrije u svemirskim znanostima uključuju upotrebu vrlo duge osnovne linije radio i laserske interferometrije za proučavanje crnih rupa i drugih objekata od astrofizičkog interesa. Neki primjeri u svemiru uključuju LISA. A ako cilj SRTM-a za mapiranje većeg dijela Zemlje nije dovoljno ambiciozan, postoji mnogo nadolazećih JPL projekata u optičkoj i infracrvenoj interferometriji. Krajnji cilj je jednog dana koristiti ogromne svemirske infracrvene interferometre za prikaz planeta sličnih Zemlji u drugim solarnim sistemima.

Koliko je težak teret SRTM-a?

Korisni teret SRTM-a bio je težak 13.600 kg (29.920 lbs). Za usporedbu, odrasli muški afrički slon može težiti više od 6000 kilograma, pa je nosivost težila oko 2,3 slona.

Unutarnja i vanjska antena SRTM bila su odvojena jarbolom dugim 60 metara (200 stopa). Od vrha suprotnog krila šatla do ruba vanbrodske antene, šatl i instrument SRTM zajedno su izmjerili 83 metra (272 stope). To je najveća kruta konstrukcija ikada letjela u svemiru.

Da bi se mogao smjestiti u kanister za polijetanje i slijetanje, jarbol SRTM se srušio sa 60 metara na 3 metra, stopu kompresije 20 na 1. To bi bilo poput smanjivanja Shaquillea O'Neala, koji je visok 7 inča i visok je oko 4,25 inča. Da bi se to postiglo, konstrukcija se otkvačila i spirala u kanistru zajedno sa svim žicama koje su vodile do vanbrodskih antena.

Zašto ste trebali izmjeriti dužinu i orijentaciju jarbola? Nije li to bila kruta struktura?

Istina je da je jarbol bio iznenađujuće krut s obzirom na njegovu dužinu. U stvari, nakon što je postavljen, nismo očekivali da će se vrh jarbola pomaknuti za više od 15 centimetara (5,9 inča) za ostatak misije. Nažalost, toliko kretanja je vrlo značajno za mjerenja visine SRTM. Na primjer, pogreška u našem poznavanju položaja vrha jarbola u "najgoroj" osi (osnovni kotač) od samo 3 milimetra (1/8 inča) rezultirala bi greškom u visini od oko 9 metara (29,7 stopa). Razlog zbog kojeg se jarbol pomiče posljedica je mnogih čimbenika, uključujući pucanje potisnog mehanizma šatla, aktivnost astronauta i toplotna izobličenja dok se svemirski brod kreće oko Zemlje u orbiti, ulazeći i izlazeći iz sunčeve svjetlosti.

Šta ako se jarbol nije pravilno otvorio?
Planirane su brojne strategije korekcije kako bi se osiguralo da se jarbol pravilno postavi, uključujući svemirsku šetnju za ručno pokretanje jarbola prema unutra ili van. Da ove strategije nisu uspjele, jarbol bi se povukao i spremio za povratak na Zemlju. Da se nije mogao pravilno spremiti, bio bi izbačen.

Mogu li radari opsega C i X opsega raditi istovremeno? Koje su prednosti ili nedostaci ovoga?

Radari opsega C i X mogu raditi istovremeno ili neovisno. Većim dijelom tokom misije djelovali su zajedno. Jedini nedostatak bio je taj što zajedničke operacije troše više energije, ali budući da je poželjno pokrivanje lokacija s obje frekvencije, osnovni plan je uzeo u obzir ovu upotrebu energije.

Koliko sati ukupnog pokrivanja je trebalo radaru?

Radarski sistemi prikupljali su podatke tokom 159 orbita. Sistemi su se uključivali i isključivali kako je nalagao plan podataka.

Zašto se antena L-opsega nije koristila za SRTM?

Nosivost je bila previše teška pa su paneli L-trake morali biti uklonjeni.

Zašto je korišten X-pojas C-pojasa? Zašto niste koristili samo jedan? Shvaćam da se dvije radarske slike moraju kombinirati, ali te dvije slike su s vanjske i unutarnje antene, pomislio sam. Molimo vas da to detaljnije objasnite.

Sistem X-opsega isporučile su njemačke i talijanske svemirske agencije, a njime je upravljano 1994. godine na brodu SIR-C / X-SAR. Kao nastavak ove međunarodne saradnje, NASA ih je pozvala da daju drugu antenu, kako bi formirali X-opsežni jednopropusni interferometar. Za razliku od sistema C-opsega, X-opseg nije mogao upravljati svojim snopom, pa nije mogao raditi u režimu ScanSAR i stoga nije mogao dobiti potpunu pokrivenost zemlje. Njegov kos od 50 kilometara pružio je gotovo potpunu pokrivenost na velikim geografskim širinama. Budući da se ne skenira, sistem X-opsega imao je i malo bolju vertikalnu grešku - vjerovatno oko 5 metara.

Koliki je bio nivo zračenja od SRTM u nivou zemlje?

Radari su proizvodili oko 10.000 vata, približno isto kao i 15 mikrotalasnih pećnica. Ova snaga rasprostranjena je na ovalnom području oko 6 X 20 kilometara (120 kvadratnih kilometara ili 30 kvadratnih kilometara). Snaga izmjerena na zemlji iznosila je oko 50 000. nivoa radio stanice i oko deset milionitih nivoa mobilnog telefona. Uz to, SRTM je osvjetljavao samo određeno područje oko 1/10 sekunde.

Jesu li poduzete neke posebne mjere predostrožnosti kako bi se osigurala sigurnost posade?

Mikrovalne pećnice emitirane su u vrlo uskom snopu, koji se nikada nije približio orbiteru. Zalutali nivoi mikrotalasa bili su daleko ispod nivoa koji su predstavljali opasnost za ljude ili opremu u orbiti. Tokom leta nisu bile potrebne posebne mjere predostrožnosti.

Pročitao sam da je SRTM mapirao sve površine kopna između 60 stepeni sjeverne geografske širine i 56 stepeni južne geografske širine. Šta je sa okeanima? Da li je radar prenošen preko okeana?

Ovo je bila topografska misija, pa okeani nisu bili uključeni. Instrument se povremeno uključivao preko okeana u blizini obala, ali samo u referentne svrhe.

SRTM je prvi put koristio "jednopropusnu interferometriju". Je li misija nakon jedne orbite završena? Ako ne, koliko je puta šatl orbitirao Zemlju radi informacija?

Radar je presjekao otkorak po zemlji dok je šatl letio. Trebalo je 159 orbita za mapiranje zemlje.

Šta je sa podacima iz misije? Jesu li bili pohranjeni na brodu ili poslani natrag u kontrolu zemlje?

Podaci su pohranjeni u brodu. Međutim, poslali smo malu količinu podataka na zemlju tokom leta kako bismo omogućili nadgledanje sistema od kraja do kraja. Neki od ovih podataka objavljeni su tokom leta.

Što je utvrdilo jesu li podaci preusmjeravani uživo ili su snimani u shuttleu?

Svi podaci zabilježeni su u brodu. Odgovarajući komunikacijski linkovi bili su dostupni otprilike jednom dnevno za povezivanje podataka. Ovu priliku jednom dnevno dijelili su X-opseg i C-opseg, a podaci su se reproducirali u stvarnom vremenu ako su u to vrijeme prikupljeni ili su se snimali podaci snimljeni kasetom. C-opseg i X-opseg dijelili su vrijeme povezivanja prema međusobno dogovorenim prioritetima utvrđenim tokom planiranja misije. Podaci povezani prema dolje povezani su korišteni za provjeru performansi senzora.

Koliko je vremena trebalo za reprodukciju snimljenih podataka?

Bilo je potrebno četiri puta više vremena za reprodukciju podataka iz C-opsega nego za njihovo snimanje. Podaci iz X-opsega reproducirani su upola brže od brzine snimanja.

Zašto se svi podaci nisu mogli povezati uživo?

Šatl je mogao prenositi brzinom od 50 miliona bita u sekundi putem NASA-inih satelita za praćenje i prenošenje podataka (TDRS) do stanice White Sands, New Mexico. Radari su podatke davali šest puta brže. Vrijeme relejne veze bilo je zakazano i ograničeno satelitskom pozicijom i prioritetima ostalih kupaca.

Da li je C-opseg uvijek snimao četiri kanala podataka? Koja je bila svrha ovoga?

Dva kanala su bila potrebna da bi se dobio puni opseg C-pojasa od 225 km od svake od dvije antene, što je ukupno činilo četiri kanala. Dva kanala, po jedan za svaku antenu X-opsega, korišćena su za X-opseg.

Kako su se podaci X-SAR uspoređivali s podacima opsega C?

X-SAR podaci su nešto veće rezolucije od C-pojasa, ali postoje praznine u pokrivenosti. Veličina X-SAR opsega bila je 1/4 veličine C-pojasa.

Obrađuju li se podaci opsega X na isti način kao podaci opsega C?

Podaci o X-opsegu i C-opsegu obrađuju se na sličan način sa matematičke tačke gledišta. Osnovni računarski procesi su isti. Postoje razlike u vrsti opreme za preradu i smještaju opreme za obradu. Svaki od njih proizvodi slične formatirane podatke.

Zašto je apsolutna horizontalna preciznost za stubove Level-2 bila samo +/- 20 metara? Ne pruža li sistem globalnog pozicioniranja bolju preciznost? Je li povezano s veličinom uzorka?

Horizontalna tačnost SRTM postova samo je slabo povezana s tačnošću GPS-a. Uključeni su mnogi drugi faktori, uključujući tačnost naših mjerenja dužine i orijentacije jarbola (najveći izvor pogrešaka), vremenske pogreške, višestruki put, pogreške mjerenja faze i toplotni šum u radarskom sustavu. Potisnuli smo radarski hardver koji smo "naslijedili" od SIR-C / X-SAR do krajnjih granica kako bismo dobili najbolje moguće horizontalne i vertikalne greške.

Da li se skupovi podataka pružaju u standardnom USGS formatu?

USGS skup podataka preoblikovan je kako bi bio u skladu s ostalim skupovima podataka Digital Elevation Model koji imaju.

Kolika je (MBytes) jedna slika i koja je dostupnost radara za svaki podatak o koeficijentu rasipanja?

Proizvodi podataka iz SRTM-a u obliku su mozaika traka slika, a ne pojedinačnih okvira slike. Američki geološki zavod Eros Data Center distribuira podatke, ali još nismo odlučili kako segmentirati mozaike za distribuciju. Vjerovatno će to biti nešto poput 5 stupnjeva širine x 5 stupnjeva zemljopisne dužine. Trenutni plan je izrada javno dostupnog digitalnog elevacijskog modela u rezoluciji od 3 luka (oko 90 metara) i 2 mozaika slike, moguće u punih 30 m rezolucije. Mozaici slika bi predstavljali uzlazne i silazne prolaze i stoga bi imali osvjetljenje sa suprotnih strana. Ne planiramo strogo kalibrirati podatke o slici, ali pokušat ćemo ih karakterizirati tijekom obrade. Pored toga, mogu se staviti na raspolaganje i pojedinačni podaci o traci, ali nismo odlučili kako to učiniti.

Hoće li NASA (EDC?) Izraditi 5-stepene podatke o visini terena za NGA?

Još uvijek razrađujemo detalje ko radi koji dio obrade, ali vjerojatno će JPL proizvesti posljednje pločice od 5 stepeni za NGA.

Datoteke podataka SRTM imaju imena poput "N34W119.hgt". Na šta se odnose slova i brojevi i koji je format ".hgt"?

Svaka datoteka podataka pokriva jedan stepen geografske širine i jedan stepen dužine bloka Zemljine površine. Prvih sedam znakova označava jugozapadni kut bloka, s N, S, E i W koji se odnose na sjever, jug, istok i zapad. Dakle, datoteka "N34W119.hgt" pokriva geografske širine 34 do 35 sjeverne i dužine 118-119 zapadne (ova datoteka uključuje centar Los Angelesa, Kalifornija). Ekstenzija imena datoteke ".hgt" jednostavno znači riječ "visina", što znači nadmorska visina. To NIJE tip formata. Te su datoteke u "sirovom" formatu (bez zaglavlja i ne komprimirani), 16-bitnih potpisanih cijelih brojeva, nadmorska visina izmjerena u metrima nadmorske visine, u "geografskoj" (niz geografske širine i dužine) projekciji, s prazninama podataka označenima sa -32768 . Međunarodne datoteke s 3 lučne sekunde imaju 1201 stupac i 1201 red podataka, ukupne veličine datoteke 2.884.802 bajta (= 1201 x 1201 x 2). Datoteke s jednim lukom u Sjedinjenim Državama imaju 3601 stupac i 3601 red podataka, ukupne veličine datoteke 25.934.402 bajta (= 3601 x 3601 x 2). Za više informacija pročitajte tekstualnu datoteku "SRTM_Topo.txt" na http://edcftp.cr.usgs.gov/pub/data/srtm/Readme.html

Da li je radar uzorkovao vrhove drveća ili nivo zemlje?

Radar ne "vidi" kroz guste vegetacijske krošnje. Vjerovatno je prodirao malo u neke krošnje, ali općenito je slijedio pri vrhu krošnje.

Je li se radarski signal odbio od krošnji drveća, ili topografije, ili neke kombinacije oboje koja će pružiti zasebne skupove podataka (geodetima poput mene je stalo do topografije, dok su naučnici više zainteresirani za šumarstvo o visini krošnje).

Nažalost, korištena valna dužina, 5,6 centimetara, nije dobro prodrla u vegetaciju. To znači da smo za umjereno tešku vegetaciju mapirali blizu vrha krošnje. Jesmo malo prodrli, kao što su pokazala neka istraživanja koja su upoređivala našu tehniku ​​s laserskim visinomjerom, ali ne do temelja. Ako je vegetacija bila rijetka ili nije imala lišća, mogli bismo se vratiti sa zemlje. Vegetacijski nadstrešnica Lidar, za koji je predviđeno da leti kao dio sistema za posmatranje Zemlje, imat će ovu mogućnost, što može pružiti neke zanimljive usporedbe skupova podataka.

SRTM je Zemlju gledao iz orbite, leteći iznad oblaka. Kako je SRTM mogao dobiti jasan pogled na površinu Zemlje čak i u oblačnim tropskim oblastima?


GEBCO_2020 Grid

GEBCO_2020 Grid je najnoviji globalni batimetrijski proizvod objavljen na Generalnoj batimetrijskoj karti okeana (GEBCO), a razvijen je kroz projekt Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030.

GEBCO_2020 Grid pruža globalnu pokrivenost mrežom od 15 lukova u sekundi od 43200 redova x 86400 stupaca, dajući 3.732.480.000 tačaka podataka.

Podaci su dostupni za preuzimanje u skladu s Uslovima korištenja navedenim u odjeljku 8. dolje, na nekoliko ruta, uključujući: preuzimanje cijele mreže jednim klikom, odabir podskupova i stvaranje rezultata u alternativnim formatima podataka kako je detaljno opisano u nastavku.

2.0 Razvoj mreže

GEBCO_2020 Grid je kontinuirani, globalni model terena za okean i kopno sa prostornom rezolucijom od 15 lučnih sekundi.
Mreža koristi kao & lsquobase & rsquo Verziju 2 skupa podataka SRTM15 + (Tozer et al, 2019). Ovaj skup podataka predstavlja spoj topografije kopna s izmjerenom i procijenjenom topografijom morskog dna. Povećana je mrežnim batimetrijskim skupovima podataka koje su razvila četiri regionalna centra Seabed 2030.
Regionalni centri su za svoja područja odgovornosti sastavili mrežne batimetrijske skupove podataka, uglavnom zasnovane na podacima s više zraka. Te regionalne mreže su potom dostavljene Globalnom centru.

Za područja izvan polarnih područja (prvenstveno južno od 60 ° S i sjeverno od 50 ° J), ovi skupovi podataka su u obliku „rijetkih mreža“, tj. Naseljene su samo mrežne ćelije koje sadrže podatke. Za polarne regije osigurane su kompletne mreže zbog složenosti uključivanja podataka koji se čuvaju u polarnim koordinatama.

Kompilacija GEBCO_2020 mreže iz ovih regionalnih mreža podataka izvršena je u Globalnom centru, s ciljem da se proizvede globalni globalni model terena.

Za razliku od razvoja prethodne GEBCO mreže, GEBCO_2019, skupovi podataka koje su Regionalni centri pružili kao rijetke mreže uključeni su u osnovnu mrežu bez ikakvog miješanja, tj. Mrežne ćelije u osnovnoj mreži zamijenjene su podacima iz rijetkih mreža . To je imalo za cilj izbjegavanje stvaranja efekata ivica, 'grebena i mreškanja', na granicama između rijetkih rešetki i osnovne mreže tokom prethodno korištenog postupka miješanja. Pored toga, ovo omogućava jasnu identifikaciju izvora podataka unutar mreže, bez da su ćelije „pomiješane“ vrijednosti. Za spajanje skupova podataka korištene su rutine sistema Generic Mapping Tools (GMT).

Za polarne skupove podataka i susjedno područje Sjevernog mora, isporučene u obliku kompletnih mreža, ovi skupovi podataka uključeni su tehnikama miješanja pera iz softvera GlobalMapper verzije 11.0, dostupnog od strane Blue Marble Geographic.

GEBCO_2020 Grid uključuje skupove podataka iz niza međunarodnih i nacionalnih repozitorija podataka i inicijativa za regionalno mapiranje. Za informacije o skupovima podataka uključenih u mrežu GEBCO_2020, pogledajte listu doprinosa uključenih u ovo izdanje mreže.

3.0 Podaci o zemljištu

Podaci o zemljištu u GEBCO mreži preuzimaju se direktno iz SRTM15 + V2 za sva područja izvan polarnih područja.

Južno od 60 & degS, topografija zemljišta uglavnom se određuje iz Bedmap2 (Fretwell i dr, 2013).

Za područja sjeverno od 60 & degN, podaci o zemljištu uzeti su iz skupa podataka Globalnog rezolucije terena za više rezolucija 2010 (GMTED2010).

4.0 Mreža identifikatora tipa GEBCO (TID)

GEBCO mrežu prati mreža identifikatora tipa (TID). Ovaj skup podataka identificira vrstu izvornih podataka na kojima se temelje odgovarajuće mrežne ćelije u GEBCO mreži. Dalje informacije o formatu i kodiranju TID mreže date su u nastavku.

4.1 GEBCO TID Kodiranje mreže

Tabela u nastavku detaljno opisuje kodiranje mreže GEBCO_2020 Identifikator tipa (TID).

TID Definicija
0 Zemljište
Direktna mjerenja
10 Jednostruki snop - vrijednost dubine prikupljena ehosonderom jednog snopa
11 Multibeam - dubinska vrijednost prikupljena višezvučnim ehosondom
12 Seizmička - dubinska vrijednost prikupljena seizmičkim metodama
13 Izolirano sondiranje - vrijednost dubine koja nije dio redovnog snimanja ili pruge
14 ENC sondiranje - vrijednost dubine izvučena iz elektroničke navigacijske karte (ENC)
15 Lidar - dubina izvedena iz batimetričnog senzora lidara
16 Dubina izmjerena optičkim senzorom svjetlosti
17 Kombinacija direktnih metoda mjerenja
Indirektna mjerenja
40 Predviđeno na osnovu satelitskih gravitacionih podataka - dubinska vrijednost je interpolirana vrijednost vođena satelitskim gravitacijskim podacima
41 Interpolirano na osnovu računalnog algoritma - dubinska vrijednost je interpolirana vrijednost na temelju računalnog algoritma (npr. Generic Mapping Tools)
42 Digitalne batimetrijske konture s karata - vrijednost dubine uzeta iz skupa podataka batimetrijske konture
43 Digitalne batimetrijske konture iz ENC-a - vrijednost dubine uzeta iz batimetrijskih kontura iz elektroničke navigacijske karte (ENC)
44 Batimetrično sondiranje - vrijednost dubine na ovoj lokaciji ograničena je batimetrijskim sondiranjem unutar mrežnog skupa podataka gdje se interpolacija između sondiranja vodi satelitskim gravitacijskim podacima
45 Predviđeno na osnovu podataka gravitacije izvedenih iz helikoptera / leta
Nepoznato
70 Unaprijed generirana mreža - vrijednost dubine uzima se iz unaprijed generirane mreže koja se temelji na mješovitim tipovima podataka, npr. jednostruka zraka, višeslojna zraka, interpolacija itd.
71 Nepoznati izvor - vrijednost dubine iz nepoznatog izvora
72 Tačke upravljanja - dubinska vrijednost koja se koristi za ograničavanje mreže u područjima sa slabom pokrivenošću podacima

5. GEBCO Mreža, vertikalni i vodoravni datum

Kompletni skup podataka GEBCO_2020 pruža globalnu pokrivenost, koja se proteže od 89 ° 59 '52,5''N, 179 ° 59' 52,5''W do 89 °: 59 '52,5''S, 179 ° 59' 52,5''E na 15 luka -seku geografsku širinu i dužinu mreže. Sastoji se od 43200 redova x 86400 stupaca, što daje 3.732.480.000 točaka podataka. Vrijednosti podataka registrirane su u središtu piksela, tj. Odnose se na nadmorske visine u središtu ćelija mreže.

Može se pretpostaviti da je mreža GEBCO relativna u odnosu na WGS84.

GEBCO-ovi globalni modeli nadmorske visine generiraju se asimilacijom heterogenih tipova podataka, pod pretpostavkom da se svi oni odnose na srednji nivo mora. Međutim, u nekim plitkim vodenim područjima mreže uključuju podatke iz izvora koji imaju vertikalni datum koji nije srednji nivo mora.

6. Distribucija podataka

GEBCO mrežni skupovi podataka dostupni su u više različitih formata kako je opisano u sljedećim odjeljcima.

Globalni mrežni podaci dostupni su u svakom formatu kao opcija preuzimanja „jednim klikom“.

Korisnički definirani podskupovi se takođe mogu preuzeti u formatu koji je izabrao korisnik pomoću alata za preuzimanje.

6.1 NetCDF format kompatibilan s CF-om

NetCDF (Network Common Data Form) je samoopisni format podataka neovisan o platformi.
Datoteke GEBCO_2020 NetCDF pružaju se u formatu NetCDF 4.

Datoteke podataka GEBCO_2020 u skladu su sa Konvencijom o metapodacima o klimi i prognozi (CF) NetCDF v1.6 (http://cfconventions.org/).

  • Globalni skup podataka pruža se kao jedna datoteka od 7,5 GB
  • Globalna TID mreža pruža se kao jedna datoteka od 4 GB

6.2 Rasterski format Esri ASCII

  • Globalni skup podataka pruža se kao jedna komprimirana datoteka podataka koja sadrži skup od 8 pločica (svaka s površinom od 90 ° x 90 °)
  • Globalna TID mreža pruža se kao jedna komprimirana datoteka podataka koja sadrži skup od 8 pločica (svaka s površinom od 90 ° x 90 °)

Podaci su dostupni putem alata za preuzimanje.

6.3 GeoTIFF podataka

  • Globalni skup podataka pruža se u obliku jedne zip komprimirane datoteke podataka koja sadrži skup od 8 pločica (svaka s površinom od 90 ° x 90 °)
  • .Globalna TID mreža pruža se kao jedna zip komprimirana datoteka podataka koja sadrži skup od 8 pločica (svaka s površinom od 90 ° x 90 °)

7.0 Pripisivanje skupa podataka

Ako se skupovi podataka koriste u prezentaciji ili publikaciji, molimo vas da priznate izvor. Ovo bi trebalo biti u obliku:

GEBCO kompilacijska grupa (2020) GEBCO 2020 mreža (doi: 10.5285 / a29c5465-b138-234d-e053-6c86abc040b9)

8.0 Uslovi korišćenja i odricanje odgovornosti

Opseg

  • Ovi se uvjeti korištenja primjenjuju na GEBCO Grid i druge informacijske proizvode izvedene iz GEBCO
  • Za kratkoću i lsquo GEBCO rešetka & rsquo koristi se u cijelosti i treba je tumačiti kao značenje GEBCO mreža i drugi informativni proizvodi izvedeni iz GEBCO
  • Batimetrijski podaci odnose se na mjerenja izvršena raznim instrumentima dubine okeana, povezanih svojstava okeana i pratećih metapodataka
  • Informativni proizvodi rezultat su primjene algoritama, matematičkih tehnika, naučne teorije i intelektualnog vlasništva na podatke kako bi se stvorile korisne izvedene vrijednosti.
  • Kako se GEBCO mreža stvara interpolacijom, primjenom algoritama i matematičkih tehnika na batimetrijske podatke, GEBCO smatra GEBCO mrežu informacijskim proizvodom
  • GEBCO ne daje osnovne izvorne batimetrijske podatke prilikom distribucije GEBCO mreže

Pravila korištenja

GEBCO mreža je stavljena u javno vlasništvo i može se koristiti besplatno.

Korištenje GEBCO rešetke ukazuje na to da korisnik prihvaća dolje navedene uvjete korištenja i izjave o odricanju odgovornosti.

Korisnici su slobodni da:

  • Kopirajte, objavite, distribuirajte i prenosite mrežu GEBCO
  • Prilagodite GEBCO mrežu
  • Komercijalno iskoristite mrežu GEBCO, na primjer, kombinirajući je s drugim informacijama ili uključivanjem u vlastiti proizvod ili aplikaciju

Korisnici moraju:

  • Priznajte izvor GEBCO mreže. Odgovarajući oblik atribucije dat je u dokumentaciji koja prati GEBCO mrežu.
  • Ne koristite GEBCO mrežu na način koji sugerira bilo koji službeni status ili da GEBCO, ili IHO ili IOC, podržavaju bilo koju posebnu primjenu GEBCO mreže.
  • Ne zavaravajte druge ili lažno predstavljajte GEBCO mrežu ili njen izvor.

Izjava o odricanju odgovornosti

  • GEBCO mreža NE SMIJE se koristiti za plovidbu ili u bilo koju drugu svrhu koja uključuje sigurnost na moru.
  • GEBCO mreža je dostupna „takva kakva jeste“. Iako su učinjeni svi napori kako bi se osigurala pouzdanost u granicama postojećeg znanja, ne može se zajamčiti tačnost i potpunost GEBCO rešetke. GEBCO, IHO, IOC ili oni koji su uključeni u njegovo stvaranje ili objavljivanje ne mogu prihvatiti nikakvu odgovornost za bilo koji posljedični gubitak, povredu ili štetu nastalu njegovom upotrebom ili za utvrđivanje pogodnosti GEBCO mreže za bilo koju određenu upotrebu.
  • GEBCO mreža temelji se na batimetrijskim podacima iz mnogih različitih izvora različitog kvaliteta i pokrivenosti.
  • Kako je GEBCO mreža informacijski proizvod stvoren interpolacijom izmjerenih podataka, razlučivost mreže GEBCO može se značajno razlikovati od razlučivosti osnovnih mjernih podataka.

9.0 Prijavljivanje grešaka u GEBCO mreži

Iako se čine svi napori kako bi se stvorila mreža bez grešaka, neki se artefakti i dalje mogu pojaviti u skupu podataka. Molimo pogledajte našu web stranicu s pogreškama za informacije o poznatim greškama u skupu podataka.

Ako pronađete bilo kakve anomalije u mreži, prijavite ih putem e-pošte (), navodeći lokaciju problema, a mi ćemo istražiti.

10. Skupovi podataka uključeni u mrežu GEBCO_2020

Kompilacije i mrežni doprinosi

Doprinos projektu / organizaciji Regionalni skup podataka (uključujući referencu / vezu ako je dostupna)
Naučni centar za ribarstvo na Aljasci Nacionalne službe za morsko ribarstvo američke Nacionalne uprave za okeane i atmosferu (NOAA Alaskan Fisheries) Podaci o batimetriji iz kompilacija batimetrije na Aljasci za Aleutska ostrva, središnji Aljaski zaljev i Norton Sound.
https://www.afsc.noaa.gov/RACE/groundfish/Bathymetry/default.htm

Digitalizirani zvuci grafikona, Aljaska:
Provjereno digitalizirano sondiranje povijesnih karata sa & ldquosmooth listova & rdquo koji pokriva vode Aljaske Provjereno digitalizirano sondiranje povijesnih karata sa "glatkih listova" koje pokrivaju vode Aljaske.

Ostrvo Marion: digitalizirano sa satelitskih snimaka vrlo visoke rezolucije (VHR)

Ostrvo Balleney: digitalizirano iz Landsatovih slika

Podaci ankete o više zraka i jednostrukih zraka

Izvor Opis i reference (ako su dostupni)
IHO DCDB Batimetrična sondiranja, jednostruka i višezračna, izdvojena iz podataka koje održava Međunarodni hidrografski ured (IHO) Data Center for Digital Bathymetry (DCDB) pri američkim Nacionalnim centrima za informacije o okolišu (NCEI).
https://www.ngdc.noaa.gov/iho/
Institut Alfred Wegener (AWI) Podaci o više zraka u regiji Atlantskog i Indijskog okeana.
17 krstarenja podacima o više zraka u južnom i zapadnom Tihom oceanu.
59 krstarenja podacima s više zraka u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S)
https://www.awi.de/en/
Sveruski istraživački institut za geologiju i mineralne resurse Svjetskog okeana (VNIIOkeangeologia) 2 krstarenja podacima s više zraka u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
Nosioci podataka: Polar Marine Geosurvey Expedition (PMGE).
Australijski antarktički podatkovni centar (AADC) 2 krstarenja podacima s više zraka i 6 krstarenja podacima s jednim snopom u regiji Južnog oceana (južno od 50S).
Australijski hidrografski ured (AHO) 4 krstarenja podacima s jednim snopom u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
AusSeabed Podaci o više zrakova iz Australije http://www.ausseabed.gov.au/
Australski pomorski nacionalni objekt (MNF) 5 krstarenja podacima s više zraka u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
Istraživanje Britanskog Antarktika (BAS) 93 krstarenja podacima s više zraka i 1 krstarenje podacima s jednim snopom u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
https://www.bas.ac.uk/
Centre de investigaciones Oceanograficas e Hidrograficas (CIOH), Kolumbija 1 krstarenje podacima o više zraka u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S
Fugro 16 Krstarenja podacima s više zraka u regiji Atlantskog i Indijskog okeana.
GEBCO Alumni Bathymetric Compilation iz Indijskog oceana 102 Krstarenja podacima o više zraka u području Atlantskog i Indijskog okeana iz više međunarodnih izvora.
Geološki institut, Ruska akademija nauka (GIN RAS) Podaci umrežene batimetrije s više zraka s krstarenja RV Akademik Nikolaj Strakhov 22 u Atlantskom okeanu.
Podaci istraživanja RV Akademik Nikolaj Strahov Krstarenja 7 i 11-12 u Atlantskom okeanu.
Geoscience Australia 2 krstarenja podacima s više zraka i 8 krstarenja podacima s jednim snopom u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
HafenCity Universität Hamburg, Njemačka Dva krstarenja podacima o više zraka za Atlantski okean prikupljena su na brodu RV Sonne u 2018. godini.
Francuski institut za istraživanje eksploatacije Mer (IFREMER), Francuska 3 krstarenja podacima s više zraka i 1 krstarenje podacima s jednim snopom u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
Instituto Geologico y Minero de Espana (IGME), Španija 9 krstarenja podacima s više zraka u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale (OGS), Italija 9 krstarenja podacima s više zraka u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
Italijanski hidrografski institut (IHI) 1 krstarenje podacima s jednim snopom u regiji Južnog oceana (južno od 50 & # 176S).
Japanska agencija za nauku i tehnologiju morske zemlje (JAMSTEC) Regija južnog i zapadnog Tihog okeana: 858 krstarenja podacima s više zrakova kojima se pristupa: Sistem podataka i uzoraka podataka za sve informacije o krstarenjima

Regija južnog oceana (južno od 50 & # 176S): 7 krstarenja podacima s više zraka

Batimetrija se dodatno pruža iz sljedećih ekspedicija s USCGC Healy preko Centra za mapiranje obala i okeana / Zajednički hidrografski centar, ili je preuzeta iz IHO-DCDB:

Ostali doprinosi

Izvor Opis i reference (ako su dostupni)
Države članice Međunarodne hidrografske organizacije (IHO) Batimetrična sondiranja izdvojena iz elektroničkih navigacijskih karata (ENC) koje su osigurale države članice IHO. Pristupite daljnjim detaljima o doprinosima ENC-a datim GEBCO-u. www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/shallow_water_bathymetry
Popis zemalja / organizacija koje su direktno dodale podatke o ENC-u GEBCO:
Australska hidrografska služba (RAN) Australija Bundesamt fur Seeschifffahrt und Hydrographie, Njemačka Direkcija za hidrografiju i plovidbu, Peru Istočna Azija Hidrografska komisija Finski hidrografski ured, Finska Flamanska hidrografija, Belgija Hidrografska služba mornarice Grčke, Grčka Hidrografska služba hidrografske službe Kraljevine Bahrein , Pomorska uprava Letonije, hidrografski ured poljske mornarice, poljski hidrografski ured, Južna Afrika Državna hidrografska služba Ukrajine Kraljevska malezijska mornarica Servicio de Hidrografía, Oceanografía Meteorología y Cartografiado Náutico, Venezuela Institut oceanographico de la Armada, Ekvador Institut Idrografico Della Marina Instituto Hidrografico, Portugal, Korejska uprava za hidrografiju i oceanografiju, Koreja (Republika) Nacionalni hidrografski ured, Indija Nacionalna služba za okeane, SAD, Holandija, Hidrografski ured, Holandija, Norveška uprava za mapiranje, Norveška Servicio Hidrográfico y Oc eanográfico de la Armada, Čile Švedska pomorska uprava, Švedska Centro De Hidrografia Da Marinha, Brazil Služba za oceanografiju, hidrografiju i meteorologiju mornarice Urugvaja Argentina
Davey, F.J., 2004 Rossova morska batimetrija (1: 200 000)
Batimetrijska karta, verzija 1.0, Institut za geološke i nuklearne nauke, geofizička karta 16, GNS Ltd, Lower Hutt, Novi Zeland
Stagpoole, V.M. i dr., 2004 Batimetrija Rossove zavisnosti i susjednog Južnog oceana 1: 5.000.000, Verzija 1.0. Institut za geološke i nuklearne nauke, Donji Hutt, Novi Zeland, geofizička karta 17.
GNS Ltd, Lower Hutt, Novi Zeland

11.0 Reference

Danielson, J.J., i Gesch, D.B., 2011, Globalni podaci o nadmorskoj visini terena iz 2010. (GMTED2010): Izvještaj otvorene datoteke američkog geološkog zavoda 2011–1073, 26 str.

Fretwell, P, HD Pritchard DG Vaughan, JL Bamber, NE Barrand, R Bell, C. Bianchi, RG Bingham, DD Blankenship, G Casassa, G Catania, D Callens, H Conway, AJ Cook, HFJ Corr, D Damaske, V Damm, F Ferraccioli, R Forsberg, S Fujita, Y Gim, P Gogineni, JA Griggs, RCA Hindmarsh, P Holmlund, JW Holt, RW Jacobel, A Jenkins, W Jokat, T Jordan, EC King, J Kohler, W Krabill, M Riger-Kusk, KA Langley, G Leitchenkov, C Leusche, BP Luyendyk, K Matsuoka, J Mouginot, FO Nitsche, Y Nogi, OA Nost, SV Popov, E Rignot, DM Rippin, A Rivera, J Roberts, N Ros, MJ Sieger, AM Smith, D Steinhage, M Studinger, B Sun, BK Tinto, BC Welch, D Wilson, DA Young, C Xiangbin i A Zirizzotti (2013). Bedmap2: poboljšani skupovi podataka o ledenom koritu, površini i debljini za Antarktiku, The Cryosphere, 7, 375-393, 2013, doi.org/10.5194/tc-7-375-2013.

GEBCO Bathymetric Compilation Group 2019 (2019). GEBCO_2019 Grid - kontinuirani model terena globalnih okeana i kopna. Britanski centar za oceanografske podatke, Nacionalni centar za oceanografiju, NERC, Velika Britanija. doi: 10 / c33m. doi: 10.5285 / 836f016a-33be-6ddc-e053-6c86abc0788e


Vrste rezolucije

Kada radite sa slikovnim rasterskim podacima, postoje četiri vrste rezolucije koja bi vas mogla zanimati: prostorna rezolucija, spektralna rezolucija, vremenska rezolucija i radiometrijska rezolucija.

U GIS-u ste najčešće zabrinuti prostornom rezolucijom rasterskog skupa podataka, posebno kada prikazujete ili uspoređujete rasterske podatke s drugim vrstama podataka, poput vektora. U ovom slučaju, rezolucija se odnosi na veličinu ćelije (površina pokrivena tlom i predstavljena jednom ćelijom). Veća prostorna rezolucija implicira da ima više ćelija po jedinici površine, stoga grafika na lijevoj strani predstavlja veću prostornu rezoluciju od grafike na desnoj strani.

Spektralna rezolucija opisuje sposobnost senzora da razlikuje intervale talasnih dužina u elektromagnetskom spektru. Što je veća spektralna rezolucija, to je opseg talasnih dužina za određeni opseg. Na primjer, jednopojasna zračna fotografija (slika) bilježi podatke o talasnim duljinama koji se protežu u većem dijelu vidljivog dijela elektromagnetskog spektra, stoga ima nisku spektralnu rezoluciju. Slika u boji (s tri opsega) u osnovi prikuplja podatke o talasnim dužinama iz tri manja dijela vidljivog dijela elektromagnetskog spektra - crvenog, zelenog i plavog dijela. Prema tome, svaki pojas na slici u boji ima veću spektralnu rezoluciju od pojedinačnog pojasa na sivoj slici. Napredni multispektralni i hiperspektralni senzori prikupljaju podatke iz stotina vrlo uskih spektralnih opsega kroz dijelove elektromagnetskog spektra, što rezultira podacima koji imaju vrlo visoku spektralnu rezoluciju.

Privremena rezolucija odnosi se na učestalost snimanja slika na istom mjestu na zemljinoj površini, inače poznatom kao period ponovnog posjeta, što je termin koji se najčešće koristi kada se govori o satelitskim senzorima. Stoga senzor koji bilježi podatke jednom tjedno ima veću vremensku rezoluciju od onog koji bilježi podatke jednom mjesečno.

Radiometrijska rezolucija opisuje sposobnost senzora da razlikuje objekte koji se gledaju u istom dijelu elektromagnetskog spektra, što je sinonim za broj mogućih vrijednosti podataka u svakom opsegu. Na primjer, Landsat opseg obično su 8-bitni podaci, a IKONOS pojas obično 11-bitni podaci, stoga IKONOS podaci imaju veću radiometrijsku rezoluciju.


Sve što trebate znati o digitalnim modelima visina (DEM), digitalnim površinskim modelima (DSM) i digitalnim modelima terena (DTM)

Naša planeta je prometno mjesto - puno vrhova, dolina, prirodnih staništa i objekata koje je stvorio čovjek. Kada se krećete raznolikim terenom Zemlje, digitalni podaci o nadmorskoj visini donose ove visine, padove i značajke.

Pružajući vam vizualizaciju dotičnog krajolika s podacima o nadmorskoj visini, možete procijeniti područja koja su najosjetljivija na porast razine mora, uočiti narušavanje vegetacije i izbjeći očne okuse prilikom urbanističkog planiranja.

Postoji mnogo načina za modeliranje nadmorske visine, a mi ćemo se usredotočiti na tri skupa podataka digitalne nadmorske visine:

  • DEM - Digitalni model visine
  • DSM - Digitalni površinski model
  • DTM - Digitalni model terena

Šta su digitalni modeli visina (DEM)?

Digitalni model visine, poznat i kao DEM, vrsta je rasterskog GIS sloja. Oni su rasterske mreže Zemljine površine na koje se odnosi vertikalni datum—Površina nulte visine na koju se visine pozivaju naučnici, osiguravači i geodeti.

U većini skala i okolina može se koristiti generički pojam poput DEM, jer razlika između gole zemlje i površinskog objekta nije značajna, s tim da DEM obično imaju prostorne rezolucije od 20 m ili više.

Što su mreže mreže manje, to su detaljnije informacije u DEM datoteci podataka. Dakle, ako tražite model s puno detalja, tada je potreban mali razmak mreže (ili mala veličina ćelije).

Koje mašine i tehnologija prikupljaju informacije za DEM-ove?

DEM-ovi se obično generiraju na osnovu podataka daljinskog nadzora koji prikupljaju sateliti, dronovi i avioni. Ova vrsta DEM izvornih podataka znači da je moguće popuniti praznine u onim slučajevima kada je na raspolaganju malo podataka u udaljenim regijama.

Automatsko izdvajanje DEM-a iz stereo satelitskih scena znači da se mogu koristiti podaci satelitskih senzora poput SPOT-5 (rezolucija 5-10 m).

Neki metode daljinskog istraživanja za dobivanje DEM površina su:

- SAR interferometrija (zvani InSAR): podaci radara sa sintetičkim otvorom blende (SAR) koje je prikupio, na primjer, Shuttle radarska topografska misija (SRTM), koristi više radarskih slika sa antena snimljenih približno u isto vrijeme za stvaranje DEM-a. Pored toga, neki su razvili DEM-ove od InSAR-a, a zatim primijenili duboko učenje kako bi ispravili urbani utjecaj, kao što je CoastalDEM.

- Stereo fotogrametrija: i u zračnoj fotografiji i u satelitskim snimcima, fotogrametrija koristi slike iz najmanje dva, ali češće 3 različita vidikovca na istom području. Na taj način, slično onome kako funkcionira naša vizija, možemo dobiti dubinu i perspektivu tamo gde se slike preklapaju.

- LiDAR (zvani laserska altimetrija): kao kod DSM-ova, koristeći svjetlost, LiDAR meri odbijenu svetlost koja se odbila od zemlje kako bi odredila nadmorsku visinu Zemljine površine.

- Digitalizacija konturnih linija: s konturnom mapom DTM-ovi (podskup DEM-ova) mogu biti lako digitalizirano, a zatim interpolirano programski sa geoprostornim softverom.

- DGPS merenja: diferencijalni GPS ili DGPS, ljudi rade terenske kampanje sa specijalizovanim uređajima koji koriste satelitske informacije za snimanje tačaka širom područja i određivanje njihovog položaja. Stoga je ova metoda diskretna i mora biti interpolirana da se dobije kontinuirani raster.

- Geodetsko snimanje: procjenom poznatih XYZ pozicija, susjedna područja mjere se pomoću uređaja koji se naziva teodolit. To zahtijeva vrlo kvalificiranu radnu snagu, slično kao i DGPS, sve točke treba interpolirati kako bi se dobio kontinuirani raster.

Također je važno napomenuti da uz jednu od najčešćih metoda za izvođenje DEM-ova, InSAR, trajni predmeti poput zgrada često se mjere dok se nepostojani predmeti uklanjaju. Dakle, u urbanim sredinama oni više ili manje predstavljaju površina, dok u ruralnim područjima bez guste vegetacije predstavljaju terena.

DEM-ovi se mogu segmentirati u digitalne površinske modele (DSM) i digitalne modele terena (DTM), o čemu ćemo se dalje baviti u narednim odjeljcima.

Iako su podaci o nadmorskoj visini redovno zastupljeni u DEM-ovima mreža stupaca i redova, što je vrlo efikasno sredstvo za čuvanje puno podataka, podaci o nadmorskoj visini se takođe mogu prenositi u a format zasnovan na vektorima.

Ti se skupovi podataka pozivaju Triangulirane nepravilne mreže (TIN)i oni koristite strategiju lokacije varijabilne točke za postavljanje kota na kritične lokacije.

TIN-ovi obećavaju da će smanjiti dovoljno prostora za pohranu kako bi nadoknadili potrebu za pohranjivanjem koordinata x, y i z i opće troškove indeksiranja trokuta uz zadržavanje svih ključnih podataka o nadmorskoj visini - ali široka dostupnost i popularnost DEM-ova ukazuje na suprotno.

Triangulirana nepravilna mreža (TIN)

Međutim, postoji još jedna, popularnija od TIN-a, DEM-alternativa, koja je oblaci visinskih točaka.

Zbog porasta obrade LiDAR-a i LiDAR-a, izravna manipulacija oblacima tačaka postala je češća, s nekim čak izvođenjem oblaka točaka iz stereo slika.

Šta su digitalni površinski modeli (DSM)?

A Digitalni model površine ili DSM snima površinu - uključujući prirodnu strukturu i strukturu koju je stvorio čovjek, poput vegetacije i zgrada. Oni ilustriraju reflektirajuće površine svih svojstava uzdignutih iznad „gole zemlje“.

Ukratko, DSM predstavljaju Zemljina površina i svi predmeti na njoj.

Uobičajene primjene DSM-ova

Budući da DSM-ovi predstavljaju golu Zemlju i sve njene nadzemne karakteristike, oni to jesu posebno važno u urbanističkom planiranju.

3D površinski modeli mogu poboljšati razumijevanje i objašnjenje složenih urbanih scenarija, posebno jer se izgrađena područja mijenjaju s vremenom zbog urbane ekspanzije.

DSM-ovi su idealni za zadiranje u zonu prilaza pisti u vazduhoplovstvu i urbano planiranje kako bi provjerili kako predložena zgrada može utjecati na poglede. Osim toga, DSM-ovi se mogu koristiti za vizualizaciju, upravljanje katastrofama, navigaciju, upravljanje vegetacijom, donošenje odluka i još mnogo toga.

Digitalni površinski model Berlina s vidljivim karakteristikama poput kuća i drveća (NEXTMap One)

Koje mašine i tehnologija snimaju DSM-ove?

DSM slika sliku sveta, često koristeći LiDAR (Light Detection and Range) tehnologija ili stereo fotogrametrija.

Ponekad se specifične radarske talasne dužine mogu koristiti i za generiranje DSM-ova.

U LiDAR sistemu, impulsi svjetlosti putuju na tlo iz LiDAR jedinice. LiDAR impulsi se odbijaju od okolnih predmeta i vraćaju se na senzor. Zatim senzor koristi vrijeme potrebno za povratak svakog impulsa na senzor za izračunavanje pređene udaljenosti.

Senzor također može izmjeriti intenzitet povratka kako bi procijenio geometriju površine i materijalni sastav reflektirajuće površine.

LiDAR stvara ogroman oblak tačaka visinskih vrijednosti za određeno područje. Ali, visina može biti sve do krošnji drveća, zgrada i drugih karakteristika.

Tu dolazi do čarolije DSM-ova. DSM bilježi i prirodne i izgrađene karakteristike na površini Zemlje, poput krošnji drveća i promjena vegetacije.

Na ovaj način možete dobiti orlovski pogled na sve ekstrudirajuće osobine područje sadrži.

Gore lijevo: Puls svjetlosti emitirane iz zrakoplova tokom sakupljanja LIDAR-a vraća različite informacije o površini na koju nailazi. Izvor: Služba za zaštitu prirodnih resursa USDA. Gore desno: Pulsno povratno rasipanje koje se osjeti u zrakoplovu pomaže u klasifikaciji povratnog ranga i na kraju pomaže u stvaranju terena gole zemlje i površina za prvi povratak. Izvor: Gatziolis & # x26 Anderson (2008).

Međutim, LiDAR može biti izuzetno skup i obično se leti iznad manjih područja visoke vrijednosti, poput gradova.

DSM-ovi se takođe mogu efikasno generirati putem automatizirano podudaranje slika optičkih stereo slika visoke rezolucije ili stereo fotogrametrije.

Stereo podudaranje slika koristi se za pronalaženje odgovarajućih piksela u parovima slika, omogućujući 3D rekonstrukciju putem triangulacije, s obzirom da su poznate i vanjska i unutarnja orijentacija.

Izvor

Ovi parovi slika mogu se dobiti iz antene ili sa satelita, ali u oba slučaja, obično se ručno izmjerene visine objekata sa orijentiranih slika koriste kao referenca i koriste algoritme računarskog vida kako bi se dobili konačni rezultati.

Razno open-source i komercijalni alati mogu se koristiti za programsko izvođenje podataka o nadmorskoj visini iz stereo slika, čineći fotogrametriju dostupnom i skalabilnom.

Jedan od najpoznatijih algoritama ove vrste naziva se algoritam poluglobalnog podudaranja (SGM), koji ima dobar kompromis između vremena izvođenja i tačnosti. (Izvor)

Šta su digitalni modeli terena (DTM)?

Digitalni modeli terena ili DTM imaju različite definicije, ovisno o tome gdje se nalazite u svijetu.

Za naše svrhe, preporučujemo razmatranje DTM-a kao sinonima DEM-a gole zemlje. DTM-ovi se često brkaju sa DEM-ovima. Glavna razlika između dva modela leži u činjenici da DEM uglavnom uzima u obzir sve postojane predmete na zemlji (vegetacija, zgrade i drugi artefakti) —dok DTM pokazuje razvoj geodetske površine.

Gola zemlja odnosi se na činjenicu da su vegetacija i ljudska obilježja poput drveća i dalekovoda filtrirano sa DEM-ovima. Svaka ćelija ima vrijednost koja odgovara njezinoj nadmorskoj visini (z-vrijednosti u redovito razmaknutim intervalima) u DEM-u.

Vrijedno je to napomenuti u nekim zemljama i na područjima istraživanja ljudi nazivaju vektorske skupove podataka sastavljene od prirodnih karakteristika kao što su grebeni, crte i razmaknute točke, kao DTM. Ova se definicija odnosi na DTM kao na nešto što uvećava DEM uključivanjem linearnih karakteristika terena bez zemlje.

Bez obzira na definiciju, DTM je u osnovi trodimenzionalni, digitalni prikaz površine, koji se sastoji od X, Y i Z koordinata. Unutar DTM-a ćete pronaći visine i uzvišenja kao i prirodne karakteristike poput rijeka i grebena.

Međutim, ove suptilne razlike između DEM-ova i DTM-a najočitije su u urbanim područjima u kojima prevladavaju visoke zgrade.

Na primjer, ostrvo Manhattan ili megagradovi poput Hong Konga mogu značajno utjecati na to kako treba mjeriti teren i koliko će podataka o nadmorskoj visini možda trebati ispraviti kako bi se uklonio utjecaj predmeta na površini.

Bez obzira gledate li DTM kao nešto što uvećava DEM ili kao "golu zemlju" DEM, zahvaljujući računarskoj snazi ​​u inženjerstvu - DTM je postao integralni alat za zemaljske i inženjerske primjene.

DTM-ovi se mogu kreirati različitim metodama, uključujući digitalizirane konture pa čak i od DSM-ova koji koriste razlika između vrijednosti visine za drveće i zgrade i njihovo lokalno susjedstvo.

Stoga se DTM-ovi također mogu stvoriti od bilo koje metode koja se koristi za generiranje DSM-ova, od LiDAR-a do stereofotogrametrije, kao i SAR-a, DGPS-a i snimanja tla, sve na različitim nivoima detalja.

Iznad: DTM koji prikazuje krater i moguće glinene korito u kanalima zapadnog Ladon Vallesa na Marsu. Izvor: NASA / JPL / Univerzitet u Arizoni / USGS.source

Pa, kako se DSM razlikuju od DTM-a?

Donje slike ilustriraju kako se DSM-ovi razlikuju od DTM-a.

DSM bilježi prirodne i ljudske karakteristike okoliša.

Budući da, kao što je prikazano dolje, DTM zadržava samo obilježja golog terena, poput rijeka i grebena.

DTM se može izvesti iz DSM-a, ali to nije istina obrnuto.

DSM-ovi uključuju objekte na površini Zemlje, dok DTM-ovi to ne čine

Za većinu LiDAR aplikacija fokus je na DEM i DSM kako su gore definirani, s tim da su DTM primjenjiviji za GIS i kartografske prikaze.

Kvalitet i tačnost DEM / DTM-ova

Nekoliko faktora utiče na kvalitet proizvoda dobijenih iz DEM:

  • Okomita rezolucija
  • Neravnina terena
  • Gustina uzorkovanja i rezultirajuća prostorna rezolucija ili veličina piksela
  • Algoritam analize terena
  • Algoritam interpolacije
  • Referentni 3D proizvodi s kvalitetnim maskama koje sadrže informacije o obali, snijegu, oblacima, vodenim tijelima itd.

Uobičajene primjene DEM-ova

DEM-ovi su kritični u područjima kao što su upravljanje infrastrukturom, hidrologija i studije usmjeravanja protoka i planiranje korištenja zemljišta.

Oni su posebno korisni na većim prostornim skalama za konture topografskih i reljefnih karata:

  • Modeliranje protoka vode ili kretanja mase (npr. Klizišta)
  • Stvaranje fizičkih modela (kao što su reljefne mape)
  • Ispravljanje zračne fotografije ili satelitskih snimaka
  • Prikazivanje 3D vizualizacija
  • Smanjivanje (korekcija terena) gravitacionih mjerenja (npr. Gravimetrija, fizička geodezija)
  • Analiza terena u fizičkoj geografiji i geomorfologiji

Prije nego što prijeđemo na mjesto gdje ćemo pronaći podatke o nadmorskoj visini, sažeto ćemo prikazati razlike između tri tipa:

  • Digitalni površinski model (DSM) je model uzvišenja koji snima i prirodne i umjetne osobine okoliša. Uključuje vrhove zgrada, drveće, dalekovode i bilo koje druge objekte. Obično se ovo smatra modelom nadstrešnice i samo 'vidi se tlo tamo gdje iznad njega nema ničega drugog.

-Digitalni model visine (DEM) je generički pojam za model nadmorske visine, koji obuhvaća i DSM-ove i DTM-ove, a mogu se generirati iz različitih metoda. Često je zbog razmjera i okoline razlika između DSM i DTM nepotrebna (npr. DEM izveden iz SRTM pri rezoluciji 30 m ili 90 m). Zapiši to ponekad ljudi smatraju da je ovaj izraz sinonim za DTM-ove, pa se uvijek upuštajte u metodologiju kako je izvedena.

  • Digitalni model terena (DTM) je model elevacije gole zemlje. DTM-ovi ne sadrže nikakve karakteristike iznad gole zemlje, čak ni one trajne. Stoga se mogu upariti s DSM-ovima kako bi se izvukle informacije o visini predmeta na površini. Neki DTM-ove smatraju nečim što uvećava DEM, mrežu vektorskih točaka elemenata terena umjesto kontinuiranog rastera.

Neki ključni pojmovi koje morate imati na umu prilikom rada s modelima elevacije su:

  1. Prizemlje: čvrsta površina Zemlje, kao što je dno mora
  2. Visina: mjerenje nadmorske visine od baze do vrha iznad tla ili prepoznate razine
  3. Nadmorska visina : visina iznad zadane razine, posebno visine mora ili iznad horizonta
  4. Teren: opseg tla, regije ili teritorije

Postoji puno mjesta za pronalaženje globalnih DEM-ova. Od besplatnih satelitskih podataka do izvora LiDAR, evo kako pronaći potrebne podatke o nadmorskoj visini:

1. Misija topografije radarskog broda (SVTM)

Tokom svoje 11-dnevne misije, svemirski šatl Endeavour obišao je Zemlju 16 puta i snimio topografiju Zemlje u jednoj lučnoj sekundi (30 metara) duže od 80% Zemljine površine.

SRTM je koristio radar sa sintetičkim otvorom blende i interferometriju za prikupljanje jednog od najtačnijih digitalnih modela elevacije Zemlje. Korisni teret SRTM, pokrenut 2000. godine, koristio je dvije radarske antene i jedan prolaz za generiranje digitalnog elevacijskog modela koristeći tehniku ​​poznatu kao interferometrijski radar sa sintetičkim otvorom (inSAR).

Ovi podaci su slobodno dostupan za upotrebu na USGS Earth Exploreru. Pokriva veći dio svijeta s apsolutnom tačnošću vertikalne visine manjom od 16m.

Gdje možete preuzeti SRTM podatke?

Ako želite preuzeti SRTM podatke, oni će biti dostupni u EROS centru podataka Geološkog zavoda SAD-a za preuzimanje, kao i putem USGS Earth Explorera.

Za preuzimanje odaberite područje koje vas zanima. Na kartici skupova podataka odaberite Digital Elevation> SRTM> SRTM 1-ArcSecond Global. Ovaj priručnik GIS Geografije pomoći će vam da započnete.

Prije septembra 2014. godine, najbolja dostupna SRTM DEM bila je rezolucija od 90 metara. SRTM od 30 metara rezolucije javno je dostupan na USGS Earth Exploreru, zahvaljujući Space Shuttle Endeavoru

2. ASTER globalni digitalni model visine

The Napredni radiometar za termalnu emisiju i refleksiju u svemiru (ASTER) je zajednička operacija NASA-e i Ministarstva ekonomije, trgovine i industrije (METI) Japana. Kao dio ovoga, ASTER Globalni digitalni model visine (GDEM) rođen.

Sa globalnom rezolucijom od 90 i 30 metara u Sjedinjenim Državama, ASTER GDEM ima visoku rezoluciju i široku pokrivenost - oko 80% Zemlje.

Kako su nastali ASTER GDEM-ovi? Korišćenje stereoskopski parovi i metode korelacije digitalnih slika. Na osnovu dvije slike pod različitim uglovima, izmjerilo je nadmorsku visinu koristeći stereo parove i fotogrametriju.

Nešto za napomenuti: neki su korisnici izrazili probleme s njegovim podacima, često u oblačnim područjima.

Međutim, s vremenom su podaci ASTER DEM-a poboljšali svoje proizvode korekcijama artefakata što je dovelo do značajnih poboljšanja.

Neki sada smatraju ASTER GDEM-2 tačnijim prikazom od SRTM elevacijskih modela na neravnom planinskom terenu. Ali, samo naprijed i pogledajte i uvjerite se sami.

Gdje možete preuzeti ASTER GDEM?

ASTER DEM podatke možete besplatno preuzeti s NASA-inih Earthdata, Japan Space Systems i USGS Earth Explorera odabirom Digital Elevation> ASTER.

3. JAXA-in globalni ALOS World 3D

ALOS Globalni model digitalne površine, ili ALOS World 3D, globalni je DSM skup podataka Japanske agencije za svemirsko istraživanje (JAXA).

Nastaje od slika prikupljenih pomoću Panchromatic Instrumenta za daljinsko očitavanje za stereo mapiranje (PRISM) na naprednom satelitu za posmatranje zemlje (ALOS) od 2006. do 2011. DSM skup podataka ima vodoravnu rezoluciju od oko 30 metara mreže (1 luk) i dostupan je javnosti besplatno.

Zasnovan na DSM skupu podataka (verzija od 5 metara) Svjetskih 3D topografskih podataka — najprecizniji podaci o nadmorskoj visini na globalnoj skali sa vodećom svjetskom preciznošću od 30 metara.

Gdje možete preuzeti JAXA-in Global ALOS 3D World?

Da biste pristupili ovom tačnom DSM-u, morat ćete se registrirati na mreži putem JAXA Global ALOS portala da biste ga preuzeli.

4. Otkrivanje i domet svjetlosti (LiDAR)

Kako se svijet kretao prema globalna karta LiDAR, LiDAR izvori podataka dostupni su na mreži besplatno - ako znate gdje ih pronaći.

Zašto LiDAR? Njegova prostorna i vertikalna tačnost često su bez premca. Nakon što filtrirate povrat tla, možete stvoriti impresivan DEM iz LiDAR podataka. Često možete koristiti različite prinose za određivanje visine vegetacije u odnosu na visinu površine tla, ovisno o instrumentu LiDAR i gustoći vegetacije - tako iz istog skupa podataka možete dobiti i DTM i DSM!

Ako i dalje tražite LiDAR podatke za svoje područje interesa, pokušajte kontaktirati svoju lokalnu ili regionalnu vladu. Sve dok im kažete za što ih koristite, oni mogu dijeliti svoje LiDAR podatke besplatno.

5. Tržište UP42: Intermap-ov NEXTMap & # x26 Airbusov WorldDEM

Ako niste sigurni za kojeg dobavljača se odlučiti, geoprostorna tržišta prikupljaju više skupova podataka od više dobavljača i tipova podataka.

UP42 okuplja podatke o nadmorskoj visini zajedno sa satelitskim i zračnim snimcima, vremenskim podacima, AIS-om i mnogim drugim.

Tržište UP42 sadrži Intermapsovi digitalni modeli elevacije s rezolucijom do 1 metra. Intermap-ovi proizvodi NEXTMap 3D elevacije dostupni su kao DSM i DTM-ovi - omogućujući vam izgradnju 3D rješenja sa ili bez površinskih objekata, poput vegetacije ili zgrada.

Gdje možete pristupiti podacima dostupnim na UP42?

Posjetite tržište UP42, potražite „nadmorsku visinu“ i pronaći ćete niz podataka kao što su podaci o nadmorskoj visini NEXTMap 10, NEXT Map One, NEXTMap 5, kao i Airbusovi podaci WorldDEM ™ u rezoluciji 12 m.

Kako možete pristupiti, otvoriti i pročitati DEM-ove?

Softverski alati poput QGIS omogućavaju vam otvaranje i čitanje DEM datoteka

Uz obilje podataka o nadmorskoj visini dostupnih na mreži, kada pronađete pravi za svoje potrebe, vrijeme je da zaronite.

Kao što sada znamo, DEM-ovi su datoteke koje sadrže ili točke (vektor) ili piksele (raster), pri čemu svaka točka ili piksel sadrži vrijednost nadmorske visine. Dolaze u raznim formatima datoteka, od .csv i .tif u .flt i .dem.

GeoTIFF-ovi omogućavaju ugradnju podataka o lokaciji u TIFF datoteku.

Evo korisnog vodiča Sveučilišta Carleton o DEM formatima i kako ih možete otvoriti u raznim alatima.

Kad smo već kod alata, pogledajmo one sljedeće.

Koji su softverski alati potrebni za otvaranje i čitanje DEM-ova?

Trebat će vam Geografski informacijski sustav (GIS) ili drugi specijalni aplikativni softver, jer podaci o nadmorskoj visini nisu izravno vidljivi u pregledaču. Neki softverski programi koji prepoznaju DEM datoteke uključuju:

  • ArcGIS— Evo korisnog vodiča za istraživanje DEM-ova pomoću ArcGIS-a - napravite elevacijske slojeve i još mnogo toga
  • QGIS 3 —QGIS 3 je u 3D obliku i donosi potpuno novi set kartografskih mogućnosti. Također je besplatan i otvorenog koda, što olakšava razumijevanje kako funkcioniraju njegovi algoritmi
  • [QGIS 2](https://qgis.org/en/site/forusers/download.html "QGIS 2") - prepun funkcija poput automatske automatizacije izrade karata besplatno
  • [gVSIG](http://www.gvsig.com/en/products/gvsig-desktop "gVSIG") - još jedan besplatan alat, ovaj put s CAD alatima, NavTableom i mobilnom aplikacijom
  • [TRAVA GIS](https://grass.osgeo.org/ "GRASS GIS") - besplatna opcija s intuitivnim korisničkim sučeljem i preko 350 alata za vektorske i rasterske manipulacije

Za većinu ovih GIS softverskih programa možete povući i ispustiti .tif datoteku iz svog pretraživača direktno u program.

Imajte na umu: prethodno se podaci o digitalnim nadmorskim visinama obično neuređuju i namijenjeni su znanstvenoj upotrebi i procjeni.

Oni su izlazi izravno iz samog izvora podataka, tako da mogu sadržavati:

  • Brojna područja bez podataka
  • Loše definirane obale
  • Vodena tijela koja se možda ne čine ravna
  • Ostale greške o kojima smo već razgovarali.

USGS DEM format je otvoreni standard za rasterske DEM-ove.

Kako možete vizualizirati DEM-ove?

Dakle, nakon što preuzmete podatke i odaberete softverski alat, vrijeme je da vizualizirate DEM u punom sjaju.

Postoji mnogo načina za to. Pogledajmo nekoliko primjera i vodiča koji su lako dostupni na mreži.

QGIS 3.0 dolazi s prikazom 3D sloja. To vam omogućava vizualizaciju GIS podataka u 3D-u, pružajući vam živopisniju vizualizaciju podataka koji sadrže nadmorsku visinu ili visinu.

Evo vodiča koji vas vodi kroz vizualizaciju DEM-ova u 3D-u pomoću QGIS 3.0, koristeći QGIS 3.0 master kandidat. Evo još jednog koji se fokusira na vizualizaciju DEM-ova pomoću QGIS 3.0 u poređenju sa ArcGIS Pro.

3D vizualizacija DEM-ova (Izvor: Geodose)

Tehnike vizualizacije takođe zavise od vaše svrhe. Kada je recimo u pitanju mapiranje oblika u naukama o zemlji, važno je dati i potpune i nepristrane rezultate.

Evo studije koja je proučavala pet različitih metoda vizualizacije kada se koriste DEM-ovi za mapiranje oblika (Smith & # x26 Clark, 2005). Otkrilo je da nijedna metoda vizualizacije ne pruža cjelovito i nepristrano mapiranje - sklono pristranosti azimuta.

Iako bi se suptilni oblici reljefa mogli istaknuti, istraživači preporučuju vizuelizaciju zakrivljenosti za početno mapiranje, jer ovo daje neosvijetljenu (i stoga nepristrasnu) sliku. Zatim se ovo može dopuniti podacima iz vizualizacija zasjenjenih reljefom.

Ako želite vizualizirati konture nadmorske visine iz rasterskih DEM-ova u Pythonu, evo vodiča o tome kako to učiniti pomoću paketa kao što su GDAL i Matplotlib.

Konturna parcela planine Shasta, Kalifornija (Izvor: Earth Lab)

Koje su osnove DEM analize?

DEM analiza uključuje četiri ključne komponente, i to:

  1. Prikupljanje podataka: snimanje slika terena ili skeniranje zemljine površine
  2. Modeliranje podataka: interdisciplinarni pristupi poput obrade slike, fotogrametrije, interferometrije itd.
  3. Upravljanje podacima: kodiranje podataka, strukturiranje podataka, tehnika prostornih baza podataka, računarska grafika
  4. Razvoj aplikacija: urbano planiranje, upravljanje rudnicima, snimanje, geomorfološka analiza, upravljanje objektima, građevinarstvo, upravljanje resursima, geološko inženjerstvo, dizajn krajolika, identifikacija i nadzor opasnosti, pa čak i računarske igre i navigacija raketama / avionima

Upotrebe i primjene DEM-ova su još raznovrsnije od načina na koji se nabavljaju. Relevantno i korisno za gotovo svaku industriju ili sektor koji koristi podaci o lokaciji, neke od općih upotreba uključuju:

  • Analiza kosina
  • Analiza aspekta
  • Razgraničavanje drenažnih mreža i slivova
  • Utvrđivanje geoloških struktura
  • Analiza vidokruga
  • 3D simulacije
  • Analiza promjena
  • Ortorektifikacija
  • Mapiranje kontura

Gore: Analiza nagiba vulkana na Galapagosu, Ekvador. Izvor: doi: 10.1146 / annurev.earth.28.1.169

Koji su vam podaci potrebni za izgradnju digitalnih modela visina?

Ključ za izgradnju DEM-ova su, pogađate, podaci o nadmorskoj visini (Z) koji su definirani prostorno (u X i Y).

Ova nadmorska visina je uvijek normalizirana u odnosu na neke proizvoljne podatke u krajoliku, općenito srednje nivo mora.

To znači da mora postojati poznata i konzistentna referentna tačka posmatranja i dosljedna metoda mjerenje površine procenjuje se.

Kako su prikupljene točke podataka o nadmorskoj visini (vidi metode snimanja u prethodnom odjeljku) određuje koje korekcije treba izvršiti i kako točke treba interpolirati.

Sateliti nude obje poznate tačke osmatranja—S njihovom konzistentnošću orbite i svi metapodaci koji dolaze sa svakom slikom, kao što je datoteka o orbiti s informacijama o trazi i upadnim uglom - kao i dosljedna metodologija prikupljanja, relativno kontinuirano skeniranje na određenoj površini i jednoliko mjerenje nadmorske visine.

Kada su u pitanju DEM-ovi izvedeni iz satelitskih podataka, napravljena je ključna razlika između metoda upotrebe skupova optičkih slika za stereoskopsku analizu u odnosu na upotrebu radarskih informacija za interferometrijsku analizu.

Koja je tačnost digitalnih modela visina?

Preciznost DEM-a najčešće se procjenjuje izračunavanjem korekcije srednjeg kvadrata (RMSE) kote izračunatog usporedbom DEM točaka i referentnih točaka.

Međutim, u DEM-ovoj preciznosti ima puno više od same elevacijske (vertikalne) komponente.

Koji faktori utiču na tačnost DEM-a?

Kvaliteta DEM-a ovisi o različitim međusobno povezanim čimbenicima kao što su metode prikupljanja podataka, priroda ulaznih podataka i tehnike korištene za razvoj DEM-a.

Različite metode akvizicije podataka o nadmorskoj visini, od ručnih metoda poput DGPS do pasivnih metoda poput stereoskopskih satelitskih snimaka do aktivnih akvizicija RADAR-a ili LiDAR-a, imaju svoje pristranosti i izvore grešaka na koje treba paziti.

Na primjer, ručne metode će biti sklone pristranosti uzorkovanja i rijetko imaju utjecaj atmosfere ili druge uobičajene pristranosti koje se mogu vidjeti u drugim tehnikama prikupljanja.

Pogledajmo neke od ključnih čimbenika koji utječu na točnost DEM-a za ne-ručne metode:

  • Utjecaj atmosfere i jonosfere
  • Privremena dekorelacija
  • Coregistration greške
  • Fazne greške i dekorelacija signala
  • Efekti „sjene“

Iznad: Uobičajene greške nađene u InSAR mjerenjima. Izvor: doi: 10.1146 / annurev.earth.28.1.169

Tri su glavne vrste rezolucije koje treba uvijek uzeti u obzir pri procjeni prikladnosti DEM-a za dati projekt ili aplikaciju: prostorna rezolucija i vertikalna rezolucija.

Prostornu rezoluciju određuje udaljenost između tačaka uzorka, koji mogu biti relativno ujednačeni, kao u slučaju stereoskopskih slika, donekle ujednačeni, kao što su RADAR i LiDAR, ili vrlo varijabilni, poput DEM-ova dobijenih ručnim metodama.

Jedan od najvažnijih aspekata DEM-a je njegova vertikalna tačnost ili vertikalna rezolucija.

Vertikalna rezolucija podataka o nadmorskoj visini definira se kao moguća visinska razlika između modelirane ili otkrivene nadmorske visine i stvarne nadmorske visine površine ili tla.

Svaka od gore spomenutih metoda dobivanja podataka o nadmorskoj visini, poput radara, LiDAR-a ili fotogrametrije, daje različite nivoe preciznosti. Od ovih metoda, LiDAR općenito daje najbolje prostorne i vertikalne rezolucije, ali je često preskupo skup.

Možda ćete to pronaći različiti DEM dobavljači takođe će imati različite definicije onoga što je vertikalna rezolucija ili vertikalna tačnost.

Iznad: Tabela globalnih DEM-ova i njihove odgovarajuće prostorne rezolucije (rezolucija) i vertikalna rezolucija (vertikalna tačnost). Izvor

Posljednja rezolucija koju bismo mogli uzeti u obzir prije nego što odaberemo DEM je vremenska rezolucija, naime, kako su nedavno prikupljeni podaci o nadmorskoj visini za generiranje DEM-a.

Ovo je posebno relevantno ako želite provesti analizu promjena ili ako koristite DSM za proučavanje nečega prilično vremenski promjenjivog poput vegetacije ili nove gradnje.

Kako čitati vertikalne greške u DEM-ovima?

Vertikalne greške u DEM-ovima obično se klasificiraju kao poniranja ili vrhovi.

A sudoper je područje okruženo većim nadmorskim vrijednostima. Naziva se i depresijom ili jamom - područjem unutarnje drenaže.

Odakle dolaze? Neki sudoperi mogu biti prirodni, posebno u ledenjačkim područjima, iako su mnogi umivaonici često nedostaci u DEM-u.

S druge strane, a vrhunac, poznat i kao šiljak, je područje okruženo ćelijama niže vrijednosti.

To su obično prirodne karakteristike i manje štete proračunu smjera protoka, kao što je gore spomenuto.

Odakle dolaze umivaonici i vrhovi?

Broj sudopera u datom DEM-u obično je veći za DEM grublje rezolucije.

Sudoperi su također često uzrokovani pohranjivanjem podataka o nadmorskoj visini kao cjelobrojni broj. To može uzrokovati probleme u područjima s malim vertikalnim reljefom.

Često možete pronaći 1% ćelija u DEM rezoluciji od 30 metara sastavljene od sudopera. To se može povećati čak 5% za DEM od tri luka u sekundi.

Možda ćete primijetiti drugu vrstu greške u DEM-ovima, poznatu kao prugasti artefakti—Sadrži se u DEM-ovima koji su rezultat sistematske greške uzorkovanja prilikom kreiranja samog DEM-a. To je također najuočljivije na cjelobrojnim podacima u ravnim područjima.

Kako ukloniti sudoper i vrhove kako bi se stvorio DEM bez depresije?

Kada se suoče sa sudoperima i vrhovima u DEM-ovima važno je ukloniti ih ili napuniti - stvoriti * DEM bez depresije*.

DEM bez umivaonika izvedeni je ulaz u proces usmjeravanja protoka, na primjer. To je zato što prisustvo umivaonika može dovesti do pogrešnog rastera u smjeru protoka.

Korištenje DEM-a bez depresije ključno je za osiguravanje precizne analize.

Mnoge GIS aplikacije uključuju alate za stvaranje DEM bez depresije, omogućavajući vam da:

Evo vodiča od ArcGIS Pro o tome kako to učiniti upravo pomoću alata za proširenje ArcGIS Spatial Analysis.

Primjene hidrologije s DEM-ovima

Poplave i DEM-ovi: modeli poplave poplave

DEM-ovi se mogu koristiti za izvođenje mnogih geoprostornih i hidroloških modela.

U rasponu od predviđanje poplave i fizički razvoj urbanih i ruralnih područja do razgraničenje sliva i analiza utjecaja poplave za pripravnost za vanredne situacije.

Modeliranje poplavnih poplava ili mapiranje poplavnih poplava potrebno je da bi se razumjeli efekti poplava u određenom području i na važne građevine kao što su ulice, zgrade, putevi i željeznice.

Kvantificiranje rizika od poplava putem modela poplave predviđa obim poplave. Ovo može biti presudni izvor informacija za studije rizika od poplava - pogotovo dok se naš svijet zagrijava i nivo mora raste.

Modeli poplavnog plavljenja pružaju nam važne informacije kao što su dubina i prostorni opseg poplavljenih zona—Na zahtjev lokalnih vlasti da informiraju građane o značajnim područjima ugroženim poplavama i usvoje odgovarajuće strategije upravljanja poplavama.

Tačni modeli poplave zahtijevaju visoku rezoluciju i vrlo precizne DEM-ove. Prema ovom radu iz 2019. godine, trenutni globalni DEM-ovi ne bilježe topografske detalje u poplavnim ravnicama - što često dovodi do netačnog predviđanja proširenja poplave modelima poplava (Shastry & # x26 Durand, 2019).

Ove regije oskudne u podacima mogu se proučavati stvaranjem mape poplavnih poplava proizvedeno kombiniranjem opsega poplave s modeliranjem predviđanja i modificiranim DEM-ovima.

U radu naučite više o korištenju promatranja poplavnih poplava za dobivanje topografije poplavnih područja u regijama s oskudnim podacima.

Modeliranje poplavnih poplava (Izvor)

DEM greške u modelima poplave

Važno je uzeti u obzir izvor podataka DEM kada se koristi DEM za predviđanje rizika od poplave. Ova studija razmatra procjenu obalnih poplava, porast nivoa tuljana ili rizik od erozije i istražuje ulogu izvora podataka DEM.

Ostale primjene DEM-ova

Primjena algoritama strojnog učenja na DEM-ove

Kao što je spomenuto, postoje oskudna područja, a kako bi se popunile te praznine, može se napraviti modeliranje podataka. Posljednjih godina napredak u algoritmima strojnog učenja, pristupačna računarska snaga i dostupnost velikih podataka potaknuli su duboku revoluciju u učenju u različitim domenama.

Tehnike mašinskog učenja poput slika slika može se koristiti za popunjavanje praznina u podacima (Gavrill & # x26 Muntingh i ostali, 2019).

Slikovno slikanje, slično izrazu koji se u svijetu umjetnosti koristi za očuvanje oštećenih ili nepotpunih slika, algoritmi za slikanje slika rekonstruiraju piksele terena u nedostajućim područjima.

Mašinsko učenje i duboko učenje imaju napredne greške. Na primjer, ova studija proučava CoastalDTM i sposobnost smanjenja grešaka pri korištenju DEM podataka iz NASA-inog SRTM-a.

Sugerira da dok se DEM tačnost i prostorna rezolucija obično razmatraju prije nego što se koriste za modele poplave, ograničenja DEM-a koja proizlaze iz njihovog izvornog izvora podataka često se mogu previdjeti tijekom odabira DEM-a (Coveney & # x26 Fotheringhham, 2011).

Izvor

Topografske karte i DEM mapiranje

Podaci o nadmorskoj visini mogu se koristiti kao ulaz u infrastrukturne projekte, osiguravajući da se ne planira izgradnja željeznica, cjevovoda i dalekovoda na područjima visokih nagiba.

Također se mogu pratiti razlike u nadmorskoj visini kako bi se osiguralo da geološke opasnosti se prate, predviđaju i ublažavaju - umanjujući štetu i nestanke.

Nacionalna geoprostorno-obavještajna agencija udružila se sa Univerzitetom Illinois, Univerzitetom Minnesota i Državnim univerzitetom Ohio kako bi izradila digitalne modele elevacija svijeta kroz Zemljinu DEM.

Projekt uvodi satelitske snimke područja iz više uglova u superračunalo Blue Waters kako bi stvorio 3D modele terena.

Kao jedan od najmoćnijih i najbržih superračunara na svijetu, Blue Waters može izvršiti preko 13 kvadriliona proračuna u sekundi.

EarthDEM će biti javno dostupna, 3D mapa svijeta i prati kompletno mapiranje Arktika 2017. godine, kao dio ArcticDEM projekta—Što je pomoglo znanstvenicima da prate promjene, otkriju krčenje šuma, urušavanje ledene kape i još mnogo toga.

Geološke studije i DEM mapiranje

Istočnoafrički sistem pukotina

Digitalni modeli visina pružaju geolozima uvid u granice tektonskih ploča. Na slici iznad Istočne Afrike vidljivi su obrisi visinskih visina koji pokazuju termalna ispupčenja i velika jezera u Istočnoj Africi.

Naučnici su koristili DEM podatke za otkrivanje i predviđanje tranzicije od pukotine do grebena - što je dovelo do nove formacije okeana dok se afrički kontinent dijeli na dva dijela. Istočnoafrički sistem rascjepa proteže se od područja Afar u Etiopiji do Mozambika. Riječ je o aktivnom kontinentalnom rascjepu koji je započeo prije milijuna godina i godišnje se razdvaja na 7 mm.

U nedavnoj studiji utvrđeno je da se mikroploča Victoria, koja se nalazi između istočnog i zapadnog kraka istočnoafričkog riftnog sistema, rotirala u suprotnom smjeru od kazaljke na satu u posljednje dvije godine u odnosu na Afričku ploču.

Pored ovih uvida u kontinente, redovite erupcije vulkana duž pukotine dodaju uvjerenje da se kontinent možda cijepa i formira novi okean.

Udarni krater meteorita na Grenlandu

Podaci ArcticDEM-a podržali su istragu mogućeg drugog kratera koji je udario pod ledom od više od milje na sjeverozapadu Grenlanda.

Nakon najave kratera širokog 19 milja ispod ledenjaka Hiawatha u novembru 2019. godine - prvog udarnog kratera meteorita koji je ikad otkriven pod ledenim pokrovima Zemlje - drugi krater ima širinu preko 22 milje.

NASA-in glaciolog Joe MacGregor provjerio je topografske mape stijene ispod leda Grenlanda na znakove kratera. Koristio je slike NASA-inog instrumenta MODIS i primijetio kružni uzorak oko 114 kilometara jugoistočno od ledenjaka Hiawatha.

Proučavajući DEM podatke visoke rezolucije cijelog Arktika koristeći ArcticDEM, primijetio je isti kružni obrazac - što ga je navelo da posumnja u mogući drugi krater udara.

DEM podaci su nevjerovatno korisni za zalaženje u prošlost. Kada su arheolozi pretražili pustinju Nefud na sjeveru Saudijske Arabije, istražili su 376 otisaka stopala ostavljenih u blatu drevnog jezerskog korita.

Među otiscima stopala koje su ostavile životinje poput divovskih izumrlih slonova, deva, bivola i predaka modernih konja, uočili su ljudske tragove koji mogu svjedočiti o ljudskom prisustvu u regiji prije nekih 115.000 godina.

Analiza korištenjem digitalnih elevacijskih modela tri odabrana homininova traga tvrdi da su anatomski moderni ljudi stvorili sedam otisaka stopala. Ako se potvrde, ovo bi bili najstariji tragovi homo sapiensa ikad pronađeni na Arapskom poluotoku.

Prvi otisak čovjeka otkriven u Alatharu (lijevo) i digitalni model visine koji je pomogao istraživačima da prepoznaju njegove detalje (desno) (Stewart i sur., 2020)

DEM podaci za druge planete

Mars Orbiter laserski visinomjer (MOLA)

Mapiranje vlastite planete nije tamo gdje se završava. Zahvaljujući laserskom visinomjeru Mars Orbiter (MOLA) možete vidjeti neravni Marsov teren.

Instrument na Mars Global Surveyor (MGS), svemirskoj letjelici koja je lansirana 7. novembra 1996. godine, prikupljao je podatke o altimetriji do 30. juna 2001. Uz to, laserski visinomjer na brodu MGS određivao je visinu površinskih karakteristika na Marsu.

Počevši od 1998. godine, MGS je vršio posmatranje crvene planete od pola do pola. To je cilj? Da bi se mapirao čitav Marsov globus, postavljajući temelje još deset godina NASA-inih misija. Utvrditi geologiju i možda istoriju Marsa i njegove klime.

Naučnici su koristili MOLA za mapiranje drevnih marsovskih potoka i istraživanje onoga što je moglo biti. MOLA djeluje mjerenjem vremena koje je potrebno kako bi impulsu svjetlosti bilo potrebno da napusti svemirsku letjelicu, odbije se od površine Marsa i vrati se u MOLINO sabirno ogledalo. Pomnoživši vrijeme refleksije sa brzinom svjetlosti, naučnici su izračunali nadmorsku visinu nad lokalnim terenom na oko 30 metara.

Kako je letjelica preletjela brda, doline i kratere, njena nadmorska visina nad zemljom neprekidno se mijenjala. Takve detaljne mape pomažu nam u izgradnji topografskog atlasa planete i razumijevanju geoloških sila koje su oblikovale Mars.

Istražite konture našeg planetarnog susjeda na ovoj mapi Marsovog terena i putem USGS Astrogeološkog naučnog centra

Topografija Marsa - bijele i crvene značajke su najviše u relativnoj nadmorskoj visini, a plava područja su najmanja. (Izvor: NASA)

Da rezimiramo, a Digitalni model nadmorske visine ili DEM je generalizirani pojam za rasterski skup podataka s redovnom mrežom podataka o nadmorskoj visini. DEM-ovi su popularni za proračune, manipulacije i daljnju analizu područja i analizu zasnovanu na nadmorskoj visini.

Digitalni površinski modeli ili DSM-ovi snimaju površinu - uključujući prirodne i umjetne strukture poput vegetacije i zgrada. Oni ilustriraju reflektirajuće površine svih svojstava uzdignutih iznad „gole zemlje“.

Na kraju, Digitalni modeli terena ili DTM-ovi su model elevacije gole zemlje, a samim tim i bez vegetacije, zgrada i drugih nadzemnih objekata.

Postoji puno mjesta za pronalaženje globalnih DEM-ova. From besplatni satelitski podaci izvorima LiDAR-a. Dolaze u raznim formatima datoteka, od .csv i .tif do .txt i .dem. Trebat će vam Geografski informacijski sustav (GIS) ili drugi specijalni aplikativni softver jer podaci o nadmorskoj visini nisu izravno vidljivi u pregledniku. Neki softverski programi koji prepoznaju DEM datoteke uključuju ArcGIS i QGIS 3.

QGIS 3.0 dolazi s prikazom 3D sloja. To vam omogućava vizualizaciju GIS podataka u 3D-u, pružajući vam živopisniju vizualizaciju podataka koji sadrže nadmorsku visinu ili visinu.

Pogreške u DEM-ovima obično se klasificiraju kao sudoperi ili vrhovi. Sudoper je područje okruženo većim nadmorskim vrijednostima. Također se naziva depresijom ili jamom. S druge strane, vrh, poznat i kao klas, je područje okruženo ćelijama niže vrijednosti. Treba ih ukloniti prije pokušaja dobivanja bilo kakvih podataka o površini, stvarajući DEM bez depresije.

DEM-ovi se mogu koristiti za izvođenje mnogih geoprostornih i hidroloških modela - uključujući predviđanje poplava i analizu uticaja poplave za pripravnost za vanredne situacije.

Mogu se primijeniti algoritmi mašinskog učenja izvući više iz DEM podataka - kao što je slikanje slika radi popunjavanja praznina podataka i upotpunjavanja slike.

Podaci o nadmorskoj visini mogu se koristiti kao ulaz u infrastrukturne projekte, geološke studije, arheološke nalaze i istraživanje planeta koje nisu naše, poput Marsa.

Spremni za pristup podacima o nadmorskoj visini, kao i satelitskim slikama i algoritmima mašinskog učenja? Prijavite se na UP42 i gradite geoprostorna rješenja već danas.


Pogledajte video: EOSDIS WORLDVIEW 01 SRTM