• Главная
• Вопросы и ответы

О данных SRTM и их импорте с помощью Arcinfo Workstation

Немного о миссии SRTM, данных, их структуре и импорте с помощью Arcinfo Workstation

• Миссия SRTM
• Получение данных
• Основные данные
• Дополнительные данные
• Подготовка данных для импорта в формат GRID
• Импорт данных в Arcinfo Workstation

Миссия SRTM

Shuttle radar topographic mission (SRTM) - Радарная топографическая съемка большей части территории земного шара, за исключением самых северных (>60), самых южных широт (>54), а также океанов, произведенная за 11 дней в феврале 2000г с помощью специальной радарной системы. Двумя радиолокационными сенсорами SIR-C и X-SAR, было собрано более 12 терабайт данных (что примерно равно объему информации библиотеки конгресса).

Схема покрытия территории Земли съемкой SRTM
(Land 0-1-2-3-4, Water 0-1-2-3-4 - сколько раз был снят участок земной или водной поверхности)

В течение этого времени с помощью метода называемого радарной интерферометрией (radar interferometry) было собранно огромное количество информации о рельефе Земли, ее обработка продолжается до сих пор. Но определенное количество информации уже доступно пользователям.

Получение данных

Большая часть данных доступна бесплатно через HTTP. Маска водных объектов находится в директории SWBD версии 2.

Версия 2 - http://dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/
Версия 1 - http://dds.cr.usgs.gov/srtm/version1/

Версия с исправленными областями без данных - CGIAR.

Основные данные

Существует две версии данных: предварительная (unfinished, версия 1) и окончательная (finished, версия 2). Окончательная версия прошла дополнительную обработку, выделение береговых линий и водных объектов, фильтрацию ошибочных значений.

Изначально планировалось распространение данных Level-2 с максимальным разрешением - 30м (1 угловая секунда), но, в связи с недавними событиями и угрозой терроризма было принято решение распространять генерализованные данные Level-1 с разрешением 90м (3 угловых секунды) на всю отснятую территорию, кроме территории США, на которую данные распространяются с максимальным разрешением. На некоторые территории в США (общей площадью 50.000 км2) съемка вообще не производилась, что видимо также связано с вопросами национальной безопасности.

Таким образом, все сырые данные (raw data) и данные с максимальным разрешением Level-2 распространяются только через Министерство Обороны США.

Результирующие данные соответствуют спецификации интерферометрических данных о рельефе (Interferometric Terrain Height Data (ITHD)-2). А именно, размер элемента 30х30м, <=20м точность по высоте.

Данные распространяются квадратами размером 1х1 градус, при максимальном доступном разрешение 3 арксекунды такой квадрат является матрицей размером 1201х1201 элементов (пикселей). Один дополнительный ряд (нижний) и одна колонка (правая) являются дублирующим и повторяется на соседней матрице.

Данные являются простым 16 битным растром (без заголовка), значение пиксела является высотой над уровнем моря в данной точке, пиксела также может принимать значение -32768, что соответствует значению no data (нет данных). Референц-эллипсоид данных - WGS84.

Название квадрата соответствует координатам его левого нижнего угла.

Например:
n45e136 /45 гр. с.ш., 136 гр.в.д

Дополнительные данные

Дополнительно с данными в виде отдельных слоев распространяются также данные по площадным объектам гидросети (SRTM Water Body Data - SWBD), представленные в формате данных 3-D Shapefile (шейп-формат с информацией о третьей - высотной координате).

Этот набор данных является побочным продуктом, полученным в процесс редактирования данных, осуществленным National Geospatial-Intelligence Agency США, для получения окончательного набора данных SRTM (DTED® 2). В слое объектов гидросети представлены объекты прошедшие при редактировании критерий минимальной площади, океаны, озера, водотоки. Высота н.у.м. озер постоянна. Высота н.у.м. океанов равна 0. Lake elevations were set to a constant value. Высота н.у.м. рек монотонно понижается, чтобы сохранить правильный сток. Редактирование данных производилось на базе матриц разрешения 30-м. Система координат данных также WGS 84. Горизонтальная точность - 20м (90%), вертикальная - 16м (90%). Выделенные объекты имеют следующую информацию в атрибутивной таблице:

• Океаны - BA040
• Озера - BH080
• Реки - BH140

Подготовка данных для импорта в формат GRID

1. Определить, какие именно матрицы вам нужны, это можно сделать наложив обычную сетку через 1 градус и определив название матрицы (см. выше). Легко найти нужный лист можно использовав покрытие grid1dg, которое представляет собой готовую сетку через 1 градус, в атрибутивной таблице которой, в поле Tilename каждой градусной ячейке приписано имя соответствующей матрицы
2. Разархивировать нужный файл и изменить его расширение с HGT на BIL
3. Создать новый текстовый файл, с именем таким же как имя файла BIL, и с расширением HDR (файл заголовка). Таким образом каждая матрица рельефа будет представлена двумя файлами с одинаковыми названиями, но разными разрешениями. Например: n45e136.bil и n45e136.hdr
4. Содержание текстового файла HDR должно быть следующим:
   
   BYTEORDER M
   LAYOUT BIL
   NROWS 1201
   NCOLS 1201
   NBANDS 1
   NBITS 16
   BANDROWBYTES 2402
   TOTALROWBYTES 2402
   BANDGAPBYTES 0
   NODATA -32768
   ULXMAP 136
   ULYMAP 46
   XDIM 0.000833333333333
   YDIM 0.000833333333333

Приведенные выше строки можно просто скопировать и вставить в созданный HDR файл, изменить значение нужно в двух строках ULXMAP и ULYMAP (координаты X и Y вернего левого угла). Как упоминалось выше, эти данные можно взять из названия, однако следует помнить, что название файла является координатами левого нижнего угла, а записывать нужно координаты левого верхнего. Таким образом, параметр ULYMAP будет отличаться от цифры в названии файла на единицу в сторону увеличения (см. название файла и содержание HDR файла, параметр ULYMAP).

Координаты угла матрицы SRTM согласно описанию данных считаются относительно центра пиксела, в Arcview координаты пиксела соответствуют не его верхнему левому углу, а центру, то есть дополнительный сдвиг ULXMAP и ULYMAP (полпиксела по X и Y) вводить НЕ НУЖНО.

For example, the coordinates of the lower-left corner of tile N40W118 are 40 degrees north latitude and 118 degrees west longitude. To be more exact, these coordinates refer to the geometric center of the lower left pixel

Дальнейшая обработка может производиться как в Arcinfo Workstation, так и в модуле Arcview Spatial Analyst, ArcGIS и т.д.

4. Конвертация в формат GRID. Осуществляется с помощью команды IMAGEGRID.
Например:

arc> imagegrid n45e136 n45e136

5. Восстановление отрицательных значений. Осуществляется с помощью команды CON модуля GRID.
Например:

arc> grid
grid> n45e136с = con(n45e136 >= 32768, n45e136 - 65536, n45e136)

Если не произвести эту операцию, то легенда построенная по методу градуированной шкалы (graduated color) в Arcview, будет учитывать значения => 32768 и соответственно будет строиться неправильно, так как таких высот не существует. Команда IMAGEGRID не поддерживает конвертацию 16-битных положительных/отрицательных данных (signed 16 bit), поэтому отрицательные высоты (включая значение nodata) интепретируются неправильно при импорте и их необходимо пересчитать.

6. Установка значения NODATA. Осуществляется с помощью команды SETNULL модуля GRID.
Например:

grid> n45e136z = setnull (n45e136c <= -32768, n45e136)

Если у вас есть Arcinfo Workstation, но нет желания повторять вручную вышеперечисленные шаги для большого количества файлов, Вы можете воспользоваться специальным генератором sml-файлов, которые содержат все необходимые операции, включая склейку из фрагментов единой матрицы рельефа.

Импорт данных в Arcinfo Workstation

Для начала работы с программой, ей надо указать директорию в которой лежат уже распакованные (но без любой обработки, включая переименование) файлы HGT. Результатом работы программы будет новый файл !process-srtm.sml, представляющий собой набор команд для полной обработки всех HGT файлов лежащих в выбранной вами директории.

Чтобы выполнить пакет в Arcinfo Workstation, нужно после запуска Arcinfo:

1. Задать рабочую директорию, полное имя директории в которой лежат HGT файлы (например c:\work\srtm)

&workspace полное_имя_директории

2. Запустить пакетный файл, этот файл должен лежать там же где и HGT файлы

&run !process-srtm.sml

Результатом работы данного пакета является одно покрытие в формате GRID, содержащее исправленные и склеенные в одно покрытие матрицы рельефа.

Обсудить в форуме Комментариев — 2

Последнее обновление: August 05 2009