QGIS/SAGA алгоритм "улучшения рельефа"

[vveco]

Я снова встряну. Дабы не плодить темы..
Нуждаюсь в добром совете. Как реализовать с использованием QGIS - SAGA некий алгоритм "Улучшения рельефа"
Что есть:
1. SRTM (или GDEM что лучше?)
2. данные наземных измерений для ограниченной области района изысканий (2-3 км. полоса топосъемки 100 м.) шаг точек 15-20 м.
3. можно, в принципе, сделать геодезические измерения непосредственно в точках сетки SRTM.

Что нужно (фантазирую)
1. Используя данные GNSS наблюдений района изысканий и SRTM, получить уточненную ЦМР на большую площадь (допустим, 5х5 или 10х10 км. или больше?), внеся некие поправки в SRTM, для дальнейшего гидрологического анализа, например.
Если не бред, то как? если бред, то почему?

[andreygeo]

Что нужно (фантазирую)
1. Используя данные GNSS наблюдений района изысканий и SRTM, получить уточненную ЦМР на большую площадь (допустим, 5х5 или 10х10 км. или больше?), внеся некие поправки в SRTM, для дальнейшего гидрологического анализа, например.
Если не бред, то как? если бред, то почему?

А вам какая точность нужна по высоте и в плане? Может быть вас вполне устроит то, что есть. Говорить, что SRTM безбожно врёт везде и всюду это неправильно. Всё зависит от конкретно вашей территории. У меня SRTM на равнинные пространства юга России, Украины, Молдовы ложился отменно. Мне нужны были именно высоты. Для анализа использовал бытовой GPS + топокарты (50 тыс), "ошибка" SRTM по высоте составляла 1 метр, это даже не ошибка, а так, неточность определения самим GPSом. По урезу воды у меня один в один всё ложилось. Но конечно же нельзя сказать, что точность SRTM по высоте 1 метр. Она у меня на тестовом участке получилась столько. А вот на среднегорья - 50 метров по высоте улетел. А вот однажды на 50 тысячной топокарте у меня +50 метров нарисовалось относительно измерения 3-мя GPS-ами и SRTM-ом.
Получение глобального DEM это адский труд, это лоскутное одеяло разных по условиям съемок, где в среднем по всему массиву ошибка такая-то, но это как средняя температура по больнице. Наверное, именно поэтому разговоры о точностях SRTM приводят никуда.
У вас есть массив точек, вы его уже сравнили с SRTM? Каков разлёт получается? Он систематический? Или пляшет в какую угодно сторону?
Если вам нужны какие-то точности, можете посмотреть тут обзор глобальных ЦМР, а тут оценку точности матрицы SRTM.

[Александр Мурый]

Я снова встряну. Дабы не плодить темы..

Прежде чем отвечать по теме, замечу: vveco, пож-та, плодите новые темы для новых вопросов, т.к. это отвечает правилам форума. Не заставляйте модераторов лишний раз работать над переносом сообщений

По п.1 нужно смотреть на конкретную территорию, правильно сказал andreygeo. А вот по пп.2 и 3 мне не совсем понятно. Вы хотите соотнести наземные измерения (кстати, какие, GPS?) с данными SRTM/GDEM и вычислить некие "поправки" к рельефу, чтобы их распространить на весь окружающие участки SRTM/GDEM? По п.3: вы хотите сделать измерения в отдельных "характерных точках" рельефа?

[vveco]

Получение глобального DEM это адский труд, это лоскутное одеяло разных по условиям съемок, где в среднем по всему массиву ошибка такая-то, но это как средняя температура по больнице. Наверное, именно поэтому разговоры о точностях SRTM приводят никуда.
У вас есть массив точек, вы его уже сравнили с SRTM? Каков разлёт получается? Он систематический? Или пляшет в какую угодно сторону?

Если я не намудрил с проекциями, то разница сетки SRTM и топосъемки по высоте порядка 2-3 м. Участок равнинный.

[vveco]

А вот по пп.2 и 3 мне не совсем понятно. Вы хотите соотнести наземные измерения (кстати, какие, GPS?) с данными SRTM/GDEM и вычислить некие "поправки" к рельефу, чтобы их распространить на весь окружающие участки SRTM/GDEM? По п.3: вы хотите сделать измерения в отдельных "характерных точках" рельефа?

Да, примерно так ) Речь о том, что есть топосъемка с заведомо достоверными высотами. Для отчета по гидрологии нужен несколько больший объем территории, чем есть на съемке, т.е. фантазия как бы в том чтобы получить "Улучшенную" ЦМР на какую-то локальную площадь (большую чем есть на съемке).
п. 3 я имею ввиду конкретно вот эти точки - значения пикселей в растре SRTM (Show Cell Values в SAGA)

2013-11-05_1939.png (62.74 КБ) 12746 просмотров

[gamm]

1. SRTM (или GDEM что лучше?)

лучше GDEM, он передает локальные характеристики рельефа, однако состоит из "лепешек", сдвинутых относительно друг друга по высоте. Их нужно выделить в объекты и уравнять с соседями, решив общую систему уравнений (что-то типа блочного уравнивания).

2. данные наземных измерений для ограниченной области района изысканий (2-3 км. полоса топосъемки 100 м.) шаг точек 15-20 м.

примерно соответствует GDEM, можно посмотреть локальное качество GDEM на вашу территорию (перепады локальные высот)

3. можно, в принципе, сделать геодезические измерения непосредственно в точках сетки SRTM.

а зачем вам тогда что-то еще? лучше в ляптахах GDEM, легче будет уравнять

1. Используя данные GNSS наблюдений района изысканий и SRTM, получить уточненную ЦМР на большую площадь (допустим, 5х5 или 10х10 км. или больше?), внеся некие поправки в SRTM, для дальнейшего гидрологического анализа, например.

для гидрологического анализа вам нужно только правильное направление потоков. Для этого в TAS (и вроде в WhiteBox) есть breaching, после этого бессточных областей нет, расчеты соответствуют ручным. Предварительно сделайте регрессию вашего "точного" куска на SRTM, и впечатайте в него, обеспечив гладкую сшивку.

[vveco]

3. можно, в принципе, сделать геодезические измерения непосредственно в точках сетки SRTM.

а зачем вам тогда что-то еще?

по п.3 нужны дополнительные комментарии. Воспринимать его нужно в том ключе, что в процессе выполнения геодезической съемки конкретного участка работ (см. рис. выше), не будет составлять особого труда дополнительно выполнить измерения в узлах сетки SRTM. Для того, чтобы имея эти измерения, каким-то хитрым способом (или не хитрым - не знаю) внести поправку в SRTM и получить "уточненную" наземными измерениями ЦМР на площадь большую, чем площадь топосъемки. Для какой площади может быть применена такая экстраполяция - в этом и вопрос.

А не как идею просто дублировать SRTM наземными измерениями.

[gamm]

А не как идею просто дублировать SRTM наземными измерениями.

как показывает опыт, SRTM имеет неплохие относительные высоты (за исключением водной поверхности и некоторых артефактов), и ошибки в абсолютных высотах. Так что нескольких точек будет достаточно, чтобы в целом "посадить" SRTM для целей гидрологии (если не нужно попасть в урезы, но там пространственного разрешения SRTM все равно не хватит). А если нужно попасть в урезы, то их тоже впечатываем. В общем, конструируем картинку

[Александр Мурый]

лучше GDEM, он передает локальные характеристики рельефа, однако состоит из "лепешек", сдвинутых относительно друг друга по высоте. Их нужно выделить в объекты и уравнять с соседями, решив общую систему уравнений (что-то типа блочного уравнивания).

Вопрос от очень заинтересованного, но не слишком образованного лица: как всё это лучше провернуть? Хотя бы в общих чертах, от чего отталкиваться. Просто уравнивать "скользящим окном" и прочими фильтрами явно недостаточно.

[gamm]

Вопрос от очень заинтересованного, но не слишком образованного лица: как всё это лучше провернуть? Хотя бы в общих чертах, от чего отталкиваться. Просто уравнивать "скользящим окном" и прочими фильтрами явно недостаточно.

1) выделение "ляптах". Можно использовать любой сегментатор, основанный на границах; в качестве исходных данных можно использовать второй канал, в котором число использованных для построения рельефа снимков, тогда сегменты выделяются без проблем.

2) в "ляптахах" вычисляется среднее (относим его к центрам "ляптах"), оно должно примерно совпадать со средним соседей. Если есть менее детальный рельеф, используем его в качестве тренда (добавляем в систему уравнений). Получается система уравнений, аналогичная блочному уравниванию, в которой все точки подвижные. Для обусловленности делаем одну точку неподвижной, либо добавляем уравнение, что общее среднее не изменяется.

3) после решения системы получаем новые средние в "ляптахах", которые используем для коррекции высот. Поскольку топология есть, можно решать методом простых итераций (среднее заменяется на линейную комбинацию среднего и среднего соседей), процесс сходится довольно быстро. Если предполагается тренд, то из соседей строится линейная регрессия (поскольку матрица постоянна и определена геометрией, то считается быстро).

готовых средств нет, придется немного программировать.

[vveco]

Вопрос от очень заинтересованного, но не слишком образованного лица: как всё это лучше провернуть? Хотя бы в общих чертах, от чего отталкиваться. Просто уравнивать "скользящим окном" и прочими фильтрами явно недостаточно.

Присоединяюсь к вопросу.
gamm, ваш ответ заинтересовал, но, технологию не раскрыл.. Мне, конечно, желательны более простые инструкции )

[gamm]

gamm, ваш ответ заинтересовал, но, технологию не раскрыл.

раскрыл полностью, для программирования вполне достаточно.

Знакомые делали примерно так, получается. Готовых программ с кнопками нет.

[vveco]

Вернусь к вопросу. Как уточнить SRTM или GDEM, имея результаты геодезических измерений на некоторую площадь района работ? пока получается такой результат:

2013-11-12_2118.png (108.43 КБ) 12522 просмотра

Профиль 300 м. всего и первый прикид, конечно, но, по факту, такого перепада как показывает Aster GDEM, на местности - нет. Справа данные высот вдоль линии профиля по измерениям.

[andreygeo]

Вернусь к вопросу. Как уточнить SRTM или GDEM, имея результаты геодезических измерений на некоторую площадь района работ? пока получается такой результат:
по факту, такого перепада как показывает Aster GDEM, на местности - нет. Справа данные высот вдоль линии профиля по измерениям.

Я правильно понимаю, что у вас разброс по высоте в пределах метра получается по геодезическим измерениям? Если это характерные для местности высоты, то что SRTM, что GDEM вам не помогут.

[vveco]

Я правильно понимаю, что у вас разброс по высоте в пределах метра получается по геодезическим измерениям? Если это характерные для местности высоты, то что SRTM, что GDEM вам не помогут.

Да, правильно.
Не помогут в чем? Мне все равно, работать придется с ЦМР. Других источников данных, кроме открытых SRTM или GDEM - нет. Интересует, например, квадрат 10х10 км. Итого, есть съемка линейного объекта 2,5-3 км. которая находится в этой области. Высоты определены ГНСС измерениями. Я хочу "уточнить" SRTM или GDEM для нужного квадрата результатами этих измерений.
Если, это технически реализовать не получится средствами QGIS или SAGA, то придется работать просто с SRTM или GDEM..