Стандарт USGS DEM — это геопространственный формат файла , разработанный Геологической службой США для хранения цифровой модели рельефа на основе растра . Это открытый стандарт , используемый во всем мире. Он был заменен собственным форматом SDTS USGS, но формат остается популярным из-за большого количества устаревших файлов, самодостаточности, относительно простой структуры поля и широкой, зрелой поддержки программного обеспечения.
ЦМР USGS можно отнести к одному из четырех уровней качества. Это связано с многочисленными методами сбора данных и определенностью данных.
Формат USGS DEM представляет собой самостоятельный (один файл) набор 1024-байтовых (1024 символа ASCII) блоков в кодировке ASCII (текст), которые делятся на три категории записей, называемые A, B и C. Межплатформенная неоднозначность отсутствует, поскольку коды управления окончанием строки не используются, а все данные, включая числа, представлены в читаемой текстовой форме. Известного двоичного аналога формата нет, хотя общепринятой практикой является сжатие файлов с помощью gzip .
Числа с плавающей точкой кодируются с использованием научной нотации Fortran , поэтому в программах на C / C++ необходимо менять символ «D», указывающий экспоненту, на «E» при синтаксическом анализе (и наоборот при записи).
Поля записи A содержат происхождение, тип, сводную статистику и системы измерений, используемые профилями. Запись A появляется один раз в качестве заголовка файла, запись C также появляется один раз в качестве концевика, а несколько записей B (называемых профилями ) содержат данные о высоте. Каждая из записей A и C помещается в один блок, но одна запись B обычно требует нескольких блоков. Когда происходит такое распределение по блокам, данные сдвигаются, чтобы начать чисто на границе каждого блока. Записи A также бывают «старыми» и «новыми», поскольку USGS добавила несколько полей в запись A. Одним из ключевых элементов является четырехугольник , который представляет собой набор из четырех наземных координат, описывающих четырехсторонний многоугольник, охватывающий интересующую область.
B-записи (профили) представляют собой продольный столбец переменной длины растровых высот, начинающихся с указанного местоположения. Они имеют длину, кратную 1024 байтам, и содержат небольшой заголовок, обобщающий профиль. Высоты являются смежными; разрывы или другие разрывы выражаются с помощью «пустых» высот со значением -32767. Каждая высота описывается как шестисимвольное читаемое целое число, занимающее фиксированное местоположение в блоке. Заголовок профиля появляется только в первом блоке, поэтому последующие блоки содержат больше значений высот. При чтении файла DEM от первого байта до последнего профили считываются как столбцы с запада на восток. Высоты в профиле идут с юга на север. Природа переменного местоположения и переменной длины профилей в основном обусловлена использованием наземной системы отсчета UTM ( универсальная поперечная проекция Меркатора ). Поскольку измерения в UTM используют фиксированные расстояния (например, 30 метров между образцами высот), четырехугольник должен слегка искажаться для отображения таких местоположений на сферической Земле. Это искажение обычно проявляется в виде повернутого квадрата, поэтому столбцы высот около восточного и западного краев начинаются севернее и содержат меньше образцов.
Записи C содержат данные контроля качества на основе среднеквадратической ошибки (RMSE), используя десять шестисимвольных целочисленных полей.