О данных SRTM и их 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 FTP. Маска водных объектов находится в директории SWBD версии 2.

Версия 2 - ftp://e0srp01u.ecs.nasa.gov/srtm/version2/
Версия 1 - ftp://e0srp01u.ecs.nasa.gov/srtm/version1/

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.

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:

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

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:

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)

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

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 01 2007
(Наверх)