Карты srtm что это такое
Цифровая модель рельефа с использованием SRTM данных
Для создания и наполнения таблицы удобно использовать psycopg2 (PostgreSQL адаптер для Python), а для чтения SRTM — библиотеку GDAL. Небольшой python-скрипт запускать который нужно в ранее созданной и наполненной данными папке SRTM.
import pg, psycopg2
from osgeo import gdal, gdal_array
import os
import re
import sys
from math import sqrt
def getLatLonFromFileName(name):
# Split up in lat and lon:
p = re.compile(‘[NSEW]\d*’)
[lat_str, lon_str] = p.findall(name)
def loadTile(filename):
# Unzip it
zf = zipfile.ZipFile(filename + «.hgt.zip»)
for name in zf.namelist():
outfile = open(name, ‘wb’)
outfile.write(zf.read(name))
outfile.flush()
outfile.close()
# Read it
srtm = gdal.Open(filename + ‘.hgt’)
# Clean up
os.remove(filename + ‘.hgt’)
def posFromLatLon(lat,lon):
return (lat * 360 + lon) * 1200 * 1200
class DatabasePg:
def __init__(self, db_name, db_user, db_pass):
self.db = pg.DB(dbname=db_name,host=’localhost’, user=db_user, passwd=db_pass)
def createTableAltitude(self):
tables = self.db.get_tables()
if not(‘public.altitude’ in tables):
self.db.query(» \
CREATE TABLE altitude ( \
pos bigint NOT NULL, \
alt int NULL, \
PRIMARY KEY ( pos ) \
); \
«)
return True
class DatabasePsycopg2:
def __init__(self, db_name, db_user, db_pass):
self.db_name = db_name
conn = psycopg2.connect(«dbname=’» + db_name + «‘ host=’localhost’ user='» + db_user + «‘ password='» + db_pass + «‘»)
self.cursor = conn.cursor()
def insertTile(self, tile, lat0, lon0):
# I use the Psycopg2 connection, with its copy_to and
# copy_from commands, which use the more efficient COPY command.
# This method requires a temporary file.
# Calculate begin position
begin = posFromLatLon(lat0,lon0)
# First we write the data into a temporary file.
f = open(‘/tmp/tempcopy’, ‘w’)
# We drop the top row and right column.
for row in range(1, len(tile)):
for col in range(0, len(tile) — 1):
f.write(str(\
begin + (row-1) * 1200 + col\
) + «\t» + str(tile[row][col] ) + «\n»)
# Now we read the data from the temporary file and put it in the
# altitude table.
f = open(‘/tmp/tempcopy’, ‘r’)
import subprocess
psqlcmd = «/usr/bin/psql»
for file in os.listdir(‘.’):
if (re.search(‘hgt’, file)):
tilename = file.split(‘.’)[0]
print «Load tile » + tilename + » to srtm database»
[lat,lon] = getLatLonFromFileName(tilename)
tile = loadTile(tilename)
db_psycopg2.insertTile(tile, lat, lon)
if __name__ == ‘__main__’:
main()
Для создания непосредственно высотного профиля использовал Qt. Создаем коннект с базой (может понадобится драйвер доступа к базе)
Маршрут, высотный профиль которого мы хотим создать, состоит из точек GeoPoint, которые хранят широту, долготу и высоту
class GeoPoint
<
public:
GeoPoint();
GeoPoint(double latitude, double longitude, double altitude);
double latitude();
double longitude();
double altitude();
void setLatitude(double latitude);
void setLongitude(double longitude);
void setAltitude(double altitude);
private:
double m_latitude;
double m_longitude;
double m_altitude;
>;
Для получения необходимого количества точек нужно выполнить интерполяцию и получить оценку высоты для каждой точки маршрута.
Для интерполяции нахожу общую длину маршрута (использую формулу Винсенти) и добавляю необходимое количество новых точек в маршрут
Таким образом на выходе мы будем иметь набор точек маршрута с оценкой их высоты.
Если тема использования STRM-данных интересна сообществу, в следующей статье могу поделиться тем как я делал цветную подложку рельефа для использования совместно с osm-данными.
Секреты настройки OsmAnd
Уже не первый год для навигации в телефоне я использую программу OsmAnd. Главное её достоинство — толковое, информативное отображение карты OpenStreetMap в векторном виде. Однако в ней есть не всегда очевидные нюансы настройки, которые поднимают удобство использования навигации на новую высоту. В этой статье я поделюсь рядом идей на эту тему.
Краткое содержание статьи: карту в OsmAnd возможно привести к виду как на скриншотах ниже, так ей пользоваться для пеших прогулок и езды на велосипеде гораздо удобнее.
Векторная карта
Хоть OsmAnd и умеет работать с онлайн-картами, полностью его возможности раскрываются только на векторной карте.
Настройки → Управление файлами карт → вкладка Загрузки → отметьте нужную карту и нажмите внизу «Загрузить».
Если карта не отобразилась, на главном экране слева-сверху нажмите кнопку «Слои» (далее в тексте — просто кнопка «Слои») → пункт «Источник карты» → выберите «Локальные векторные карты».
Стиль отображения карты
В варианте по-умолчанию стиль отрисовки карты довольно блеклый. Грунтовки и тропинки отображаются недостаточно ярко, и разглядеть их на экране телефона под ярким солнцем сложно.
Нажмите кнопку «Слои» (она же «настройка карты») → выберите режим, для которого вносите настройки: авто, вело или пешеход → прокрутите вниз до раздела «Отображение карты».
Для режима «велосипед» у меня настройки стоят следующие:
Стиль карты → Touring view
Дневной/ночной режим → Дневной
Транспорт → ничего
Подробности → отмечены «более подробно», «отображать тип покрытия», «отображать качество дорог», «отображать ограничения доступа»
Маршруты → отмечены «отображать веломаршруты», «пеший горный туризм по шкале SAC».
В стиле «Touring view» длина штриха показывает качество дороги или тропы. Длинный шрих — дорога хорошая, короткий — плохая (параметр tracktype:grade1..grade5 в OSM)
Галочка «отображать тип покрытия» рисует под дорогами толстый пунктир определённого цвета, цвет обозначает тип покрытия. Серый — асфальт, фиолетовый — гравий, светло-синий — бетон, желтый — песок, зелёный — трава и т.д.
Галочка «пеший горный туризм по шкале SAC» раскрашивает дороги и тропы в определённые цвета, если для них задана сложность преодоления. В горах эта информация мегаактуальна. Цветовая маркировка соответствует официальной таблице SAC OSM.
T1 → специальным цветом не выделяется
T2 → красный сплошной
T3 → красный пунктирный
T4 → синий сплошной
T5 → синий пунктирный
По опыту, уровень сложности T1 на велосипеде проезжаем. T2 — непрост, но обычно проезжаем. T3 — со значительными сложностями и только вниз, T4 и выше — шансов проехать на велосипеде практически нет.
Естественно, помимо обозначения уровня сложности нужно смотреть на уклон. Там, где тропа пересекает горизонтали слишком часто, на велосипеде делать нечего.
Горизонтали и оттенение рельефа
Настройки → Управление файлами карт → вкладка Загрузки → наверху нажмите там где «полные карты», выберите «Карты с затемнённым рельефом» и «Карты SRTM», выберите нужные районы и нажмите внизу «Загрузить».
Нажмите кнопку «Слои» и отметьте пункт «Слой рельефа местности».
Карта приобрела достойный вид, по ней наконец-то можно прочитать горный рельеф.
Вот как выглядит карта горной местности с вышеперечисленными настройками:
Обратите внимание на тропинки, прорисованные синим и красным на скриншоте слева (SAC scale) и на отображение покрытия дорог на скриншоте справа. Длина штриха показывает проходимость дороги/тропы.
Тепловые карты треков
В Страве есть очень крутая штука под названием тепловая карта треков. По ней сразу всё наглядно видно, где люди ходят и ездят на велосипедах.
К примеру, на скриншоте справа отчётливо видна популярная у велосипедистом тропа, отсутствующая на карте OpenStreetMap.
Чтобы подключить в OsmAnd слой тепловой карты, воспользуемся функцией «Карта покрытия». Для его работы будет требоваться мобильный интернет, но в наши дни это не проблема.
Сперва нужно зарегистрировать тепловую карту как источник карт в OsmAnd.
Нажмите кнопку «Слои» → «Источник карты» → последний пункт «Задать/отредактировать» → заполняем данные формы. Название — Strava, URL — http://globalheat.strava.com/tiles/cycling/color3/<0>/<1>/<2>.png, остальное по-умолчанию. Можно варьировать тип активности (cycling/running) и набор цветов (color1..color7).
Переключите «Источник карты» обратно на векторную карту.
Нажмите кнопку «Слои» → «Карта покрытия» → выберите «Strava».
В качестве слоя покрытия может выступать не только Strava. Есть и ряд других не менее интересных вариантов.
Тепловая карта с bikemap.net, URL http://tile03.maptoolkit.net/bikemap/<0>/<1>/<2>.png
Карта треков с openstreetmap.org, URL http://b.gps-tile.openstreetmap.org/lines/<0>/<1>/<2>.png
Слой оттенения рельефа, URL http://c.tiles.wmflabs.org/hillshading/<0>/<1>/<2>.png
Своя растровая карта
OsmAnd прекрасно понимает карты в формате sqlite. Простейший способ создать такую карту — сформировать её в программе SAS.Планета из какого-либо online-источника. Для этого надо выделить интересующий регион (меню Операции → Операции с выделенной областью), в открывшемся окне выбрать вкладку Экспорт, выбрать формат RMaps (Sqlite) и отметить нужные масштабы. Получившийся файл положить в папку OsmAnd/tiles.
Вот пример подключения современной карты ГосГисЦентра с наложенным поверх (средствами OsmAnd) слоем оттенения рельефа:
Отображение растровой карты в OSM
Способ с использованием растровой карты может быть удобен для получения доступа к заранее выкачанным космоснимкам в местности, где мобильный интернет отсутствует или неадекватно дорогой.
Слой аудиозаписей
Категорически рекомендую встроенный в OsmAnd модуль для создания аудиозаметок. Его можно использовать в качестве бортового журнала поездки или похода, а также для оперативного и очень удобного внесения информации для последующей отрисовки карты OpenStreetMap. Заметка представляет собой маркер на карте, по клику на который записанное сообщение можно воспроизвести.
Для активации зайти в Настройки → Диспетчер плагинов → активировать Аудио-Видео заметки.
Карты srtm что это такое
Всего в результате съемки было получено 12 терабайт радиолокационных данных, которые в течении 2 лет проходили обработку специалистами�NASA.
30 метров) и 3 угловые секунды (
90 метров). Более точные односекундные данные (SRTM1) доступны на территорию США, на остальную поверхность земли доступны только трехсекундные данные (SRTM3). Файлы данных представляют собой матрицу из 1201 x 1201 (или 3601 x 3601 для односекундной версии) значений, которая может быть импортирована в различные программы построения карт и геоинформационные системы, например в Google Earth.
Кроме того, существует версия 3, распространяемая в виде файлов ARC GRID, а также ARC ASCII и в формате Geotiff, квадратами 5×5 секунд в датуме WGS84. Эти данные получены организацией CIAT из оригинальных высотных данных USGS/NASA путем обработки, которая обеспечила получение гладких топографических поверхностей, а так же интерполяцию областей, в которых отсутствовали исходные данные.
Данные находятся в свободном доступе для скачивания на сайте NASA.
Недавно появилась SRTM v4, их можно скачать с http://srtm.csi.cgiar.org/ либо с http://srtm.jrc.ec.europa.eu/ Для скачивания, необходимо открыть файл KMZ и через него выбрать нужные тайлы.
Сравнение данных SRTM с данными топографической съемки. В горной местности, т.е. в областях высоких пространственных частот наблюдается систематическая ошибка SRTM, связанная с осреднением высоты рельефа в области пятна радиолокатора. Высота вершин занижена, как правило на 30-50 метров, а высота дна узких ущелий, наоборот, завышена. Весьма часто узкие каньоны по данным SRTM вообще «не читаются».
Цифровая модель высот SRTM
На этом цифровом изображении показан рельеф двух островов Курильской гряды — Онекотана и Маканруши, — разделенных проливом Евреинова. Изображение сориентировано так, что наблюдатель смотрит по направлению на северо-запад. На переднем плане находится остров Онекотан с кальдерами двух вулканов. Более крупный вулкан в южной части острова — вулкан Креницына. Его южная кальдера, Тао-Русыр, заполнена водой, образуя озеро Кольцевое, из которого поднимается новый вулканический конус. Стенка кальдеры вулкана Креницына носит название Кольцевой хребет. На севере острова находится вулкан Немо. Его кальдера заполнена водой лишь частично, так что рядом с вулканическим конусом образовалось озеро Черное. Стенка кальдеры вулкана Немо также имеет свое собственное название — Советский хребет.
Чтобы создать это изображение, был использован фрагмент цифровой модели рельефа SRTM и программа QGIS. С помощью этой программы из SRTM была сгенерирована трехмерная поверхность с наложенными тенями, которая была расцвечена по значениям высот. Аббревиатура SRTM расшифровывается как Shuttle Radar Topographic Mission — радиолокационная топографическая миссия шаттла. Речь идет о миссии STS-99, выполненной в феврале 2000 года космическим челноком «Индевор». Этот орбитальный полет стал 14-м для «Индевора» и 97-м для всей программы «Спейс Шаттл». В течение 11 дней, с 11 по 22 февраля 2000 года, «Индевор» выполнял радиолокационную съемку, совершив 176 витков вокруг Земли.
Радиолокационная съемка — не единственный способ создания цифровых моделей рельефа (ЦМР, см. также Цифровая карта). Цифровые модели рельефа можно делать на основе данных наземной геодезической съемки или с помощью интерполяции горизонталей и отметок высот, оцифрованных по уже существующим топографическим картам. Также ЦМР делают фотограмметрическим способом, на основе стереопар снимков (парные снимки одной и той же территории, снятые с разного ракурса), полученных со спутников или в ходе аэрофотосъемки. Кроме того, существует технология воздушного лазерного сканирования, позволяющая определять высоты поверхности.
Cнимок Онекотана c Международной космической станции. Фото с сайта flickr.com
Главное достоинство радиолокационной съемки — независимость от времени суток и погодных условий. С ее помощью можно получить изображение земной поверхности даже при сплошной облачности. А если вести радиолокационную съемку из космоса, то можно получить очень быстро, за считаные дни, данные глобального охвата. Но чтобы измерять высоты поверхности, просто радиолокационного изображения недостаточно. Для этого применяется особая технология съемки — радиолокационная интерферометрия. Суть ее заключается в том, что съемка производится сразу двумя антеннами, расположенными на удалении друг от друга. Получается сразу два изображения. На основе различий между этими изображениями и высчитывается высота поверхности. При этом если над поверхностью находятся какие-либо возвышающиеся объекты (например, лес или здания), то будет определена именно их высота, а не высота поверхности под ними. Поэтому SRTM называют цифровой моделью рельефа с определенной долей условности. Более точным было бы выражение «цифровая модель поверхности», но его используют гораздо реже. Это относится к любым ЦМР, которые создают на основе дистанционных снимков Земли (см. Дистанционное зондирование Земли), как радиолокационных, так и стереопар оптических снимков. Чтобы создать ЦМР, содержащую только высоты поверхности, нужно использовать наземную геодезическую съемку. А для данных воздушного лазерного сканирования существуют методы, которые позволяют разделить измерения, сделанные от поверхности земли и от надповерхностных объектов.
На космическом челноке «Индевор» технологию радиолокационной интерферометрии реализовали следующим образом. Одна антенна была расположена внутри «Индевора» — в его грузовом отсеке. А вторая располагалась снаружи — на конце раздвижной металлической фермы. Эта ферма имела 87 секций и длину 60,95 м. Для 2000 года это был рекорд. Никогда еще не выводили в космос столь длинную жесткую конструкцию.
Иллюстрация, показывающая «Индевор» на орбите на высоте около 233 км над Землей. Сканирование поверхности Земли производилось антенной в грузовом отсеке шаттла и антенной на конце металлической фермы на расстоянии около 61 м от шаттла. Изображение с сайта commons.wikimedia.org
Съемкой с «Индевора» была охвачена вся земная суша, кроме полярных и приполярных регионов, расположенных севернее 60° северной широты и южнее 56° южной широты (такой охват был предопределен формой орбиты «Индевора»). Было отснято 12 терабайт данных, что примерно равно объему Библиотеки Конгресса США. После наземной обработки данных была получена ЦМР с размером пикселя в 1 угловую секунду долготы (приблизительно 30 м). В дальнейшем эти первоначальные данные SRTM несколько раз модифицировались. Выполнялась обрезка по береговой линии континентов, выравнивание поверхности водоемов суши, исправление найденных ошибок высот. Текущая версия SRTM является четвертой по счету.
На главном изображении, если говорить строго, показаны не сами данные SRTM, а сделанный на их основе производный продукт — перспективное изображение трехмерной поверхности, раскрашенное по значениям высот. Это растровое изображение, пиксели которого содержат значение абсолютной высоты (матрица высот). Именно такой растр называется цифровой моделью рельефа. В русском языке для нее принято сокращение ЦМР, а в английском — DEM (Digital elevation model).
Вид исходных данных SRTM со шкалой высот. Источник данных — сайт earthexplorer.usgs.gov
Различные ЦМР используются в основном в геоморфологии, геологии, геоинформатике. Кроме того, они применяются в экологических исследованиях, где рельеф рассматривается как важный фактор среды. Также ЦМР используются в территориальном планировании и инженерно-строительных изысканиях. ЦМР позволяют не только визуализировать рельеф в виде трехмерных поверхностей (как на главном изображении) или в плоском двумерном виде (как на топографических картах) — c помощью ЦМР вычисляются различные морфометрические параметры рельефа, такие как уклон поверхности, экспозиция и кривизна склонов. На основе ЦМР строятся зоны видимости (территории, которые с учетом рельефа видны из выбранной точки наблюдения), вычисляются объемы насыпей и выемок, определяются пути стока воды по поверхности и выделяются водосборные бассейны.
GIS-LAB
Географические информационные системы и дистанционное зондирование
Описание и получение данных SRTM
Немного о миссии SRTM, данных, их структуре и источниках получения
Содержание
[править] Миссия SRTM
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.
[править] Получение данных
Данные SRTM доступны бесплатно в нескольких видах.
Данные до дополнительной обработки (фрагменты 1×1 градус):
Маска водных объектов находится в директории SWBD версии 2.
[править] Сетки-разграфки
Для определения нужного фрагмента для его идентификации скачивания можно использовать сетки-разграфки:
Загрузить слои сеток можно также из базы данных PostGIS: сервер: gis-lab.info, БД: gen, имя/пароль: guest/guest, слои: srtm* (подробнее).
[править] Основные данные
Существует три версии данных: предварительная (unfinished, версия 1), окончательная (finished, версия 2) и обработанная. Окончательная версия прошла дополнительную обработку, выделение береговых линий и водных объектов, фильтрацию ошибочных значений. Обработанная версия производится CGIAR и включает сборку мозаик в более крупные фрагменты (6000 x 6000 пикселей или 5х5, а не 1х1 градус) и исправление областей с отсутствующими значениями.
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 30х30 метров, [править] Дополнительные данные
Сравнение подробности данных SRTMWB (темносиние контура без заливки) и VMap0 (синие контура с заливкой) можно посмотреть на следующей иллюстрации.
[править] Импорт данных
Импортировать данные SRTM для работы в ГИС можно с помощью большинства распространенных пакетов ГИС. На этом сайте вы сможете найти описание процесса импорта с помощью:
Полная ссылка на источник данных в формате GeoTIFF: Jarvis A., H.I. Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2008, Hole-filled seamless SRTM data V4, International Centre for Tropical Agriculture (CIAT), available from http://srtm.csi.cgiar.org.
Последнее обновление: 2014-06-04 18:41
Дата создания: 23.01.2004
Автор(ы): Максим Дубинин