Проект по созданию цифровой топографической базы данных Земли
Миссия по радиолокационной топографии «Шаттл» ( SRTM ) — это международная исследовательская работа, в ходе которой были получены цифровые модели рельефа в почти глобальном масштабе от 56°ю.ш. до 60°с.ш. , [2] :4820, для создания наиболее полной цифровой топографической базы данных с высоким разрешением. Земля до выпуска ASTER GDEM в 2009 году. SRTM представляла собой специально модифицированную радиолокационную систему, которая летала на борту космического корабля "Индевор" во время 11-дневной миссии STS-99 в феврале 2000 года. Радиолокационная система была основана на более старой системе Spaceborne. Радар с синтезированной апертурой C/X-диапазона (SIR-C/X-SAR), ранее использовавшийся на корабле "Шаттл" в 1994 году. Для сбора топографических данных полезная нагрузка SRTM была оснащена двумя радиолокационными антеннами. [2] Одна антенна располагалась в отсеке полезной нагрузки шаттла, другая – критическое изменение по сравнению с SIR-C/X-SAR, позволяющее проводить однопроходную интерферометрию – на конце 60-метровой (200-футовой) мачты, которая выдвигался из отсека полезной нагрузки, когда шаттл находился в космосе. [2] Используемый метод известен как интерферометрический радар с синтезированной апертурой . Intermap Technologies была генеральным подрядчиком по обработке данных интерферометрического радара с синтезированной апертурой .
Модели рельефа разбиты на плитки, каждая из которых охватывает один градус широты и один градус долготы, названные в соответствии с их юго-западными углами. Например, «n45e006» простирается от 45°N 6°E до 46°N 7°E , а «s45w006» от 45°S 6°W до 44°S 5°W . Разрешение необработанных данных составляет одну угловую секунду (30 м вдоль экватора), а покрытие включает Африку, Европу, Северную Америку, Южную Америку, Азию и Австралию. [3] Производный набор данных за одну угловую секунду с удаленными деревьями и другими объектами, не относящимися к местности, охватывающий Австралию, был доступен в ноябре 2011 года; необработанные данные ограничены для использования правительством. [4] Для остального мира доступны данные только о трех угловых секундах (90 м вдоль экватора). [2] : 4821 Каждый тайл в одну угловую секунду имеет 3601 строку, каждая из которых состоит из 3601 16-битной бигендиальной ячейки. Размеры трех фрагментов угловых секунд составляют 1201 x 1201. Исходные высоты SRTM были рассчитаны относительно эллипсоида WGS84 , а затем были добавлены значения разделения геоида EGM96 для преобразования в высоты относительно геоида для всех выпущенных продуктов. [5]
Модели рельефа, полученные на основе данных SRTM, используются в географических информационных системах . Их можно бесплатно загрузить через Интернет, а формат их файлов (.hgt) широко поддерживается.
Миссия по радиолокационной топографии «Шаттла» — это международный проект, возглавляемый Национальным агентством геопространственной разведки США ( NGA ), агентством Министерства обороны США , и Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства США ( НАСА ). НАСА передало полезную нагрузку SRTM Смитсоновскому национальному музею авиации и космонавтики в 2003 году; контейнер, мачта и антенна теперь выставлены в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи в Шантильи, Вирджиния . [6]
Версии
Данные USGS SRTM основаны на приборе НАСА SIR-C. Он доступен в следующих версиях:
Версия 1 (2003-2004 гг.) представляет собой практически необработанные данные. [7]
Версия 2.1 (~2005 г.) представляет собой отредактированную версию v1. Артефакты удалены, но пустоты еще не заполнены. Есть данные с точностью до 1 угловой секунды над США. [8]
Версия 3 (2013 г.), также известная как SRTM Plus, заполнена ASTER GDEM и USGS GMTED2010. Этот выпуск доступен в глобальном разрешении в 1 угловую секунду (30 метров) с 2014 года.
SRTM также оснащен прибором X-SAR, эксплуатируемым Немецким аэрокосмическим центром (DLR) и Итальянским космическим агентством (ASI). Результирующий набор данных обычно называется SRTM/X-SAR или сокращенно SRTMX. Разрешение сетки высокое — 25 метров, но имеет много пробелов. Данные были обнародованы в мае 2011 года. [9] [10]
Терминология, касающаяся версий и разрешений, может сбивать с толку. «SRTM1» и «SRTM3» относятся к разрешениям в 1 и 3 угловых секунды, а не к версиям формата. С другой стороны, «SRTM4.1» относится к конкретной версии, заполненной CGIAR-CSI. Рекомендуется добавить букву «v» перед номером версии, чтобы устранить неоднозначность.
Области без данных
На наборы данных о высоте влияют горные и пустынные области, где нет данных. Они составляют не более 0,2% от общей площади обследованных территорий [11] , но могут стать проблемой в районах с очень высоким рельефом. Они затрагивают все вершины высотой более 8000 метров, большинство вершин высотой более 7000 метров, многие альпийские и подобные им вершины и хребты, а также многие ущелья и каньоны. Существуют некоторые источники данных SRTM, которые заполнили эти пробелы в данных, но некоторые из них использовали только интерполяцию окружающих данных и поэтому могут быть очень неточными. Если пустоты велики или полностью покрывают области вершин или хребтов, никакие алгоритмы интерполяции не дадут удовлетворительных результатов.
Заполненные пустотами наборы данных SRTM
Группы ученых работали над алгоритмами, позволяющими заполнить пробелы в исходных данных SRTM (v2.1). Три набора данных предлагают данные SRTM с глобальным охватом, заполненные пустотами, с полным разрешением (3 угловые секунды):
CGIAR-CSI версии 4 обеспечивает наилучшее глобальное покрытие с использованием интерполяции. [12]
Набор данных USGS HydroSHEDS был создан для гидрологических приложений и подходит для получения согласованной информации о дренаже и расходе воды. Приводятся ссылки [13] на используемые алгоритмы и оценку качества. [14]
Заполненные пустотами данные SRTM из панорам видоискателя Джонатана де Ферранти [15] имеют высокое качество при полном разрешении SRTM. Данные заполняются с использованием местных карт и фотографий. На сайте OpenTopoMap используется эта заливка. Он был частично обновлен для версии с точностью до 1 угловой секунды в США.
Глобальная цифровая модель рельефа с точностью до 1 дуги и секунды (30 метров) доступна на веб-сайте Геологической службы США . [17] 23 сентября 2014 года на саммите ООН по климату правительство США объявило, что глобальные топографические данные, полученные в результате миссии SRTM, будут опубликованы в максимально возможном разрешении. [18] До конца того же года была выпущена глобальная цифровая модель рельефа с точностью до 1 дуги и секунды (30 метров). Этот набор данных охватывает большую часть мира в диапазоне от 54 ° южной широты до 60 ° северной широты, за исключением региона Ближнего Востока и Северной Африки. [17] Недостающее освещение Ближнего Востока было завершено в августе 2015 года. [19]
Пользователи
В начале июня 2011 года было 750 000 подтвержденных пользователей набора топографических данных SRTM. К сайту получили доступ пользователи из 221 страны. [20]
^ "Миссия по радиолокационной топографии шаттла: Миссия по составлению карты мира" . Архивировано из оригинала 23 августа 2008 г. Проверено 26 апреля 2009 г.
^ abcd Николакопулос, КГ; Камаратакис, Э.К.; Хрисулакис, Н. (10 ноября 2006 г.). «Продукты высоты SRTM и ASTER. Сравнение двух регионов Крита, Греция» (PDF) . Международный журнал дистанционного зондирования . 27 (21): 4819–4838. Бибкод : 2006IJRS...27.4819N. дои : 10.1080/01431160600835853. ISSN 0143-1161. S2CID 1939968. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 года . Проверено 1 июля 2009 г.
^ «Миссия по радиолокационной топографии шаттла НАСА (SRTM) Версия 3.0 Глобальные данные за 1 угловую секунду опубликованы над Азией и Австралией, версия 1.0» . Архивировано из оригинала 13 мая 2017 г.
^ «1-секундные цифровые модели возвышения, полученные на основе SRTM, версия 1.0» . Архивировано из оригинала 28 февраля 2012 г.
^ Хирт, К.; Филмер, MS; Физерстоун, МЫ (2010). «Сравнение и проверка последних свободно доступных цифровых моделей рельефа ASTER-GDEM ver1, SRTM ver4.1 и GEODATA DEM-9S ver3 над Австралией». Австралийский журнал наук о Земле . 57 (3): 337–347. Бибкод : 2010AuJES..57..337H. дои : 10.1080/08120091003677553. hdl : 20.500.11937/43846 . S2CID 140651372. Архивировано из оригинала 3 мая 2013 года . Проверено 5 мая 2012 г.
^ "Канистер/Мачта, Полезная нагрузка миссии по радиолокационной топографии шаттла" . Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики. Архивировано из оригинала 9 августа 2014 года . Проверено 24 июля 2014 г.
^ «Что нового». Служба распространения данных Геологической службы США . Архивировано из оригинала 30 декабря 2016 г.
^ «SRTM X-SAR - Цифровая модель рельефа (DEM) 10 ° мозаика - Глобальная» . Европейский портал данных . Архивировано из оригинала 10 сентября 2021 г. Проверено 14 февраля 2021 г.
^ "СРТМ". ДЛР — Центр наблюдения за Землей . Архивировано из оригинала 20 мая 2018 г. Проверено 14 февраля 2021 г.
^ Reuter HI, А. Нельсон, А. Джарвис, 2007, Оценка методов интерполяции заполнения пустот для данных SRTM, Международный журнал географической информатики, 21: 9, 983–1008 - «законченная» версия данных. (также называемая Версией 2) все еще содержит пробелы в данных (около 836 000 км^2)'; 836 000 — это 0,164% поверхности Земли площадью 5,1 × 10 ^ 8 км ^ 2.
^ "Справочники USGS HydroSHEDS" . Геологическая служба США . 5 сентября 2010 года. Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 10 октября 2014 г.
^ "ГидроSHEDS Геологической службы США" . Геологическая служба США . 6 сентября 2010 года. Архивировано из оригинала 28 сентября 2014 года . Проверено 10 октября 2014 г.
^ "ЦИФРОВЫЕ ДАННЫЕ ВЫСОТЫ" . Панорамы в видоискателе. Архивировано из оригинала 10 декабря 2009 года . Проверено 26 декабря 2023 г.
^ «Выпуск продукта по радиолокационной топографии шаттла НАСА (SRTM) версии 3.0 (SRTM Plus)» . Геологическая служба США . 30 ноября 2013 года. Архивировано из оригинала 24 декабря 2013 года . Проверено 26 декабря 2023 г.
^ ab "Исследователь Земли Геологической службы США" . Геологическая служба США-EarthExplorer . Архивировано из оригинала 6 февраля 2015 года . Проверено 31 января 2015 г.
^ «США публикуют расширенные данные о высоте над уровнем моря для шаттлов» . Миссия по радиолокационной топографии JPL-Шаттла . Архивировано из оригинала 23 августа 2008 года . Проверено 31 января 2015 г.
^ «Миссия по радиолокационной топографии шаттла НАСА (SRTM) Глобальные данные за 1 угловую секунду, опубликованные на Ближнем Востоке - LP DAAC :: Продукты и услуги НАСА по наземным данным» . lpdaac.usgs.gov . Архивировано из оригинала 13 сентября 2015 г.
^ «Данные топографии SRTM DAPA достигают 750 000 пользователей | DAPA» . Архивировано из оригинала 19 августа 2011 г. Проверено 24 июня 2011 г.
Рекомендации
Николакопулос, КГ; Камаратакис, Э.К.; Хрисулакис, Н. (10 ноября 2006 г.). «Продукты высоты SRTM и ASTER. Сравнение двух регионов Крита, Греция» (PDF) . Международный журнал дистанционного зондирования . 27 (21): 4819. Бибкод : 2006IJRS...27.4819N. дои : 10.1080/01431160600835853. ISSN 0143-1161. S2CID 1939968. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 года . Проверено 10 марта 2010 г.
Хирт, К.; Филмер, MS; Физерстоун, МЫ (2010). «Сравнение и проверка последних свободно доступных цифровых моделей рельефа ASTER-GDEM ver1, SRTM ver4.1 и GEODATA DEM-9S ver3 над Австралией». Австралийский журнал наук о Земле . 57 (3): 337–347. Бибкод : 2010AuJES..57..337H. дои : 10.1080/08120091003677553. hdl : 20.500.11937/43846 . S2CID 140651372 . Проверено 5 мая 2012 г.
Рексер, М.; Хирт, К. (2014). «Сравнение бесплатных наборов цифровых данных о высоте с высоким разрешением (ASTER GDEM2, SRTM v2.1/v4.1) и проверка на соответствие точным высотам из Австралийской национальной базы данных гравитации» (PDF) . Австралийский журнал наук о Земле . 61 (2): 213–226. Бибкод : 2014AuJES..61..213R. дои : 10.1080/08120099.2014.884983. hdl : 20.500.11937/38264 . S2CID 3783826. Архивировано из оригинала (PDF) 7 июня 2016 года . Проверено 24 апреля 2014 г.
Хенниг Т., Креч Дж., Саламонович П., Пессанно К. и Стейн В., Миссия по радиолокационной топографии шаттла, Труды Первого международного симпозиума по цифровому перемещению Земли, 2001 г., Springer Verlag, Лондон, Великобритания.
дальнейшее чтение
Ли, П.; Ли, З.; Мюллер, Ж.-П.; Ши, К.; Лю, Дж. (ноябрь 2016 г.). «Новая проверка качества глобальных цифровых моделей рельефа, свободно доступных в Китае». Обзор опроса . 48 (351): 409–420. дои : 10.1179/1752270615Y.0000000039. S2CID 129792781.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с изображениями НАСА SRTM .
Официальный сайт НАСА SRTM (SRTM V1 и V2)
Продукты NASA MEaSUREs (SRTM V3 и другие)
Сервер НАСА с плитками данных SRTM. Прочтите сопроводительную документацию.
Цифровые данные о высотах от Geoscience Australia - данные, полученные с угловым разрешением, охватывающие Австралию.
Заполненные пустотой данные SRTM в CGIAR-CSI. Архивировано 7 февраля 2013 г. в Wayback Machine.
USGS HydroSHEDS – ЦМР на основе SRTM с полным разрешением для гидрологических приложений
Программное обеспечение, которое может читать и обрабатывать данные SRTM: 3dem, GRASS GIS , SAGA GIS , MapWindow GIS, DG Terrain Viewer/Void Killer, Virtual Terrain Project.
Панорамы в видоискателе — неофициальные данные SRTM с пустотами, исправленными с использованием топографических карт.