Как работает инструмент ЦМР в растр

Цифровые данные высот поверхности в формате USGS DEM предоставляются Геологической службой США (USGS). Дополнительные сведения находятся в документах Digital Elevation Model Standards, размещенных на сайте Nationalmap.gov .

Важно подчеркнуть различия между наборами растровых данных, созданными по листам ЦМР USGS, размером 7,5 минут и 1 градус. В следующей таблице приведено сравнение наборов растровых данных, созданных на основании этих двух источников.

Показатель	Набор растровых данных по ЦМР 7,5 минут	Набор растровых данных по ЦМР 1 градус
Географический экстент
по широте и долготе	7,5' x 7,5'	1° x 1°
в километрах (приблизительно)	12 км x 14 км	90 км x 110 км
Проекция	Проекция UTM	Географическая
Зона	от 1 до 60	недоступно
Единицы измерения на поверхности Земли	метры	арк-секунды
Z-единицы поверхности	метры	метры
Сфероид	Кларк 1866	WGS72
Сдвиг по X	0.00000	0.00000
Сдвиг по Y	0.00000	0.00000
Расстояние между высотными отметками по x и y	30 м x 30 м	3 угловых секунды 75 м x 75 м (приблизит. в США)
Количество высотных точек в x и y	Изм. Обычный диапазон числа столбцов – от 345 до 385, числа строк – от 460 до 475.	Постоянно 1201 x 1201.
Изменение расстояния по поверхности между высотными точками по набору растровых данных	Без изменений, расстояние постоянно.	Изменяется в зависимости от широты.

Наборы растровых данных, созданные из двух различных DEM

По наборам растровых данных, построенным по 1-градусной ЦМР USGS нельзя сразу выполнять анализ объема, уклона или точной видимости, поскольку x,y местоположений измеряются в градусах широты-долготы, а z-значения - в метрах. Следовательно, действительное расстояние на поверхности земли, представляемое одной единицей измерения на поверхности, не является постоянным; кроме того, единицы измерения по поверхности Земли и единицы измерения высот не совпадают.

В отличие от 7,5-минутных ЦМР USGS, содержащих высоты поверхности с одинаковым шагом в 30 метров, 1-градусные ЦМР содержат наземные высоты с интервалом в 3 арк-секунды. Действительное расстояние в единицах измерения на поверхности, соответствующее отрезку в 3 арк-секунды, меняется в зависимости от широты местности, даже в пределах одного набора растровых данных. Например, в районе Южной Калифорнии, в верхней части набора растровых данных 3 арк-секунды соответствуют на местности 76,86 метрам по x и 92,36 метрам по y. В нижней части набора растровых данных 3 арк-секунды по x соответствуют на местности 77,11 метрам.В районе Северного полюса расстояние по x стремится к нулю.

7,5-минутные ЦМР USGS – побочный продукт программы для создания ортофотопланов. Некоторые ортофотопланы создавались с использованием полуавтоматических устройств для построения профилей по поверхности, которые позволяли получить высоты вдоль профилей. Когда эти высоты пересчитывались в сетку 30-метровых квадратов, методики интерполяции позволяли вычислить высоты, которые имеют гораздо более значимую пространственную автокорреляцию параллельно профилям, чем в перпендикулярном к профилям направлении. Многие изображения, полученные по этим моделям, имеют четко видные полосы, расположенные параллельно направлению сканирования профиля. Для получения подробной информации см.: Mark, D., "Automated Detection of Drainage Networks from Digital Elevation Models" в Proceedings of the Sixth International Symposium on Computer Assisted Cartography (Auto-Carto VI), Vol. 2, 1983, pp. 288–298.

Вы можете проверить данные на наличие этого эффекта путем создания и отображения отмывки набора растровых данных с помощью инструмента Отмывка (Hillshade). Если полосы видны, перед использованием растра высот можно сначала сгладить значения с помощью инструмента Фильтр (Filter), используя тип фильтра LOW

Проецирование ЦМР

Чтобы модель поверхности можно было использовать для определения объемов, уклонов и точного анализа видимости, наземные единицы измерения в 1-градусной ЦМР USGS должны быть перепроецированы в неугловые единицы измерения, например, в UTM или проекцию Ламберта. Кроме того, единицы z -измерений должны быть выражены в тех же единицах измерения, что и у наземные.

Воспользуйтесь инструментами Задать проекцию (Define Projection) или Проецировать растр (Project Raster) (с использованием BILINEAR (билинейной) или CUBIC (кубической) техники пересчета) для конвертации набора растровых данных в нужную проекцию или изменения датума.

У датума WGS72 нет общих с датумами NAD27 или NAD83 методов трансформации, следовательно, необходимо использовать эквивалентный датум.

Более подробно о датумах

Примечание:

Инструмент Проецировать (Project) не выполняет операций по преобразованию единиц измерения по Z. Используйте инструмент Умножить (Times) для конвертации Z-единиц путем умножения их на коэффициент (например, растр * 0,3048).