Mehr

So erhalten Sie ein DTM/DEM von DSM

So erhalten Sie ein DTM/DEM von DSM


Ich benötige ein Raster der nackten Bodenhöhe (wobei alle Gebäude, Bäume, Straßen und künstlichen Elemente entfernt wurden) für die quantitative geomorphologische Analyse aus einem hochauflösenden (1 m) DSM, das durch Orthobilder (nicht aus LIDAR) gewonnen wurde. Gibt es einen Vorschlag, den Sie mir geben können, um mein ursprüngliches Raster zu filtern?


Dieser Filterprozess wird normalerweise an einer LIDAR-Punktwolke und nicht an einer interpolierten Ableitung durchgeführt. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie beim Versuch, das DSM zu filtern, zufriedenstellende Ergebnisse erzielen. Ich würde dringend empfehlen, die ursprünglichen LIDAR-Daten aufzuspüren.

Sie können versuchen, Ihr DSM als Punktwolke zu behandeln, indem Sie es in Punkte konvertieren und dann einen Filter für LIDAR-Punktwolken ausführen. Abhängig vom Algorithmus erhalten Sie möglicherweise ein geeignetes Ergebnis zum Generieren eines Blanke-Earth-DEM. Es kann jedoch zu einer Überglättung führen und die aktuelle Auflösung Ihres DSM nicht unterstützen.

Einige empfohlene "kostenlose" LIDAR-Filtersoftware:

Airborne LIDAR-Datenverarbeitungs- und Analysetools (ALDPAT)

GRASS GIS speziell, v.lidar.correction

Idaho State University Boise Center Aerospace Lab IDL Virtual Machine Software (BCAL)

SAGA GIS

USFS-PNW Lidar-Verarbeitungs- und Visualisierungssoftware (FUSION)

USFS-RMRS Multiskalige Krümmungsklassifikation (MCC)


So erhalten Sie ein DTM/DEM von DSM - Geographische Informationssysteme

EIN digitales Höhenmodell (DEM) ist ein digitales Modell oder eine 3D-Darstellung einer Geländeoberfläche – üblicherweise für einen Planeten (einschließlich Erde), Mond oder Asteroid –, die aus Geländehöhendaten erstellt wurde.

In den meisten Fällen repräsentiert der Begriff digitales Oberflächenmodell die Erdoberfläche und umfasst alle darauf befindlichen Objekte. Im Gegensatz zu einem DSM stellt das digitale Geländemodell (DTM) die nackte Bodenoberfläche ohne jegliche Objekte wie Pflanzen und Gebäude dar.

DEM wird oft als Oberbegriff für DSMs und DTMs verwendet und stellt nur Höheninformationen ohne weitere Definition der Oberfläche dar. Andere Definitionen gleichen die Begriffe DEM und DTM aus oder definieren das DEM als Teilmenge des DTM, die auch andere morphologische Elemente repräsentiert. Es gibt auch Definitionen, die die Begriffe DEM und DSM entzerren. Im Web sind Definitionen zu finden, die DEM als regelmäßig beabstandetes GRID und DTM als dreidimensionales Modell (TIN) definieren. Die meisten Datenanbieter (USGS, ERSDAC, CGIAR, Spot Image) verwenden den Begriff DEM als Oberbegriff für DSMs und DTMs. Alle Datensätze, die mit Satelliten, Flugzeugen oder anderen fliegenden Plattformen erfasst werden, sind ursprünglich DSMs (wie SRTM oder das ASTER GDEM). Es ist möglich, einen DTM aus hochauflösenden DSM-Datensätzen mit komplexen Algorithmen zu berechnen. Im Folgenden wird der Begriff DEM als Oberbegriff für DSMs und DTMs verwendet.

Arten von DEM

Höhenkarte der Erdoberfläche (einschließlich Wasser und Eis) in äquirektangulärer Projektion, normalisiert als 8-Bit-Graustufen, wobei hellere Werte eine höhere Höhe anzeigen.

Ein DEM kann als Raster (ein Raster aus Quadraten, bei der Darstellung von Höhen auch als Heightmap bezeichnet) oder als vektorbasiertes Dreiecksnetz (TIN) dargestellt werden. Das TIN-DEM-Dataset wird auch als primäres (gemessenes) DHM bezeichnet, während das Raster-DEM als sekundäres (berechnetes) DHM bezeichnet wird. Das DEM könnte durch Techniken wie Photogrammetrie, Lidar, IfSAR, Landvermessung usw. erfasst werden. DEMs werden üblicherweise unter Verwendung von Daten erstellt, die mit Fernerkundungstechniken gesammelt wurden, aber sie können auch durch Landvermessung erstellt werden. DEMs werden häufig in geografischen Informationssystemen verwendet und sind die häufigste Grundlage für digital erstellte Reliefkarten. Während ein DSM für Landschaftsmodellierungs-, Stadtmodellierungs- und Visualisierungsanwendungen nützlich sein kann, wird ein DGM häufig für Hochwasser- oder Entwässerungsmodellierungen, Landnutzungsstudien, geologische Anwendungen und andere Anwendungen benötigt.

Darstellung von Höhendaten

2. Raster (Beispiel GRID und ASCII), die quadratisch, rechteckig, sechseckig oder dreieckig sein können) (GRID und ASCII stehen für „Generic Region for Information Display“ bzw. „American Standard Code for Information Interchange“)

2. Vektor (Beispiel ZINN, was nur dreieckig ist und für „Triangulated Irregular Network“ steht).


Digitale Höhenmodelle

Ein digitales Höhenmodell ist eine dreidimensionale, computergenerierte Darstellung einer Geländeoberfläche. Ein DEM ist ein Höhenmodell der „nackten Erde“, d. h. es ist frei von Vegetation, Strukturen und anderen Nicht-Gelände-Objekten. DEMs können als Raster aus Quadraten oder als vektorbasiertes Dreiecksnetz (TIN) dargestellt werden. Sie sind von entscheidender Bedeutung für Landnutzungsplanung, infrastrukturelles Projektmanagement, Bodenkunde, Hydrologie und Strömungsrichtungsstudien. DEMs werden häufig in geografischen Informationssystemen und digital erstellten Reliefkarten verwendet.


USGS EROS Archiv - Digital Elevation - Interferometrisches Radar mit synthetischer Apertur (IFSAR) - Alaska

Interferometrische Radardaten mit synthetischer Apertur (IFSAR) wurden verwendet, um Daten des digitalen Oberflächenmodells (DSM) und des digitalen Geländemodells (DTM) für Alaska (2010-2012) zu generieren.

Susitna Flats State Game Refuge (Juli 2010)
(öffentliche Domain)

Das National Geospatial Program (NGP) des US Geological Survey (USGS) hat die Alaska Mapping Initiative (AMI) entwickelt, um mit staatlichen und anderen Bundespartnern in Alaska zusammenzuarbeiten, um dreidimensionale Höhendaten zu erfassen, um landesweite topografische Kartierungsprodukte zu verbessern. AMI koordiniert die Bundesaktivitäten durch das Alaska Mapping Executive Committee (AMEC) und die Bemühungen der Bundesstaaten durch Alaskas Statewide Digital Mapping Initiative (SDMI), um einen einheitlichen Ansatz für die konsistente Datenerfassung und Verbesserung von Höhendatenprodukten sicherzustellen.

AMI erhielt interferometrische Radardaten mit synthetischer Apertur (IFSAR), um digitale Höhenmodelle (DEMs) zu generieren. Diese Radar-Mapping-Technologie ist ein effektives Werkzeug zum Sammeln von Daten unter schwierigen Umständen wie Wolkenbedeckung, extreme Wetterbedingungen, unwegsames Gelände und abgelegene Standorte. Luftgestützte IFSAR-Daten wurden im Sommer 2010 über Süd-Zentral-Alaska und über Nordwest-Alaska im Jahr 2012 geflogen. Weitere Gebiete können verfügbar werden, wenn die Projekte auf Qualität geprüft und zur Verbreitung freigegeben werden. Eine Abdeckungskarte in EarthExplorer zeigt den Umfang der verteilbaren Daten an.

IFSAR Alaska Produkte

Die aus IFSAR-Daten generierten Höhenprodukte umfassen Daten des Digital Surface Model (DSM) und des Digital Terrain Model (DTM).

DSMs liefern Höhenwerte von Landschaftsmerkmalen auf der Erdoberfläche. Dieses topografische Produkt enthält die Höhe der höchsten Oberfläche des Bodens, einschließlich Vegetation, künstlicher Strukturen und nackter Erde.

DGMs liefern Höhenwerte des darunter liegenden Terrains der Erdoberfläche. Dieses topografische Produkt spiegelt die Höhe der nackten Erde wider, wo die Erhebungen der Vegetation und von Menschenhand geschaffenen Merkmale entfernt wurden.

Das USGS Earth Resources Observation and Science (EROS) Center vertreibt IFSAR Alaska Produkte im Georeferenced Tagged Image File Format (GeoTIFF). Die Pixelwerte für die Graustufenbilder stellen Höhenzahlen dar.

Produktspezifikationen
Projektion Alaska Albers konische gleiche Fläche
Horizontales Datum NAD83
Vertikales Datum NAVD88
Vertikale Einheiten Meter
Post-Abstand 5 Meter
Vertikale Genauigkeit 3-Meter-Vertrauensniveau von 90% für eine Neigung von 0-10 Grad
Horizontale Genauigkeit 12,2 Meter Kreisfehler von 90% (CE90) 13,9 Meter Kreisfehler von 95% (CE95) 5,682 Meter Root Mean Square Error (RMSE) für x und y
Rastergröße 15 Minuten Kacheln
Dateigröße 50 - 100 Megabyte

DEM-Produkte erfüllen die horizontalen Genauigkeitsanforderungen für USGS-Karten und Orthofotos im Maßstab 1:24.000.

Abdeckungskarten

Abdeckungskarten, die die Verfügbarkeit von IFSAR Alaska-Produkten anzeigen, stehen zum Download bereit.

Zusätzliche Information

Zugangsdaten

EarthExplorer kann verwendet werden, um IFSAR Alaska-Daten zu suchen, in der Vorschau anzuzeigen und herunterzuladen. Die Sammlung befindet sich unter der Kategorie Digital Elevation.


So erhalten Sie ein DTM/DEM von DSM - Geographische Informationssysteme

Geländemodellierung

DGM wird oft als Oberbegriff für DSMs und DGMs verwendet und stellt nur Höheninformationen ohne weitere Definition der Oberfläche dar .

Es gibt auch Definitionen, die die Begriffe DEM und DSM entzerren. Im Web finden sich Definitionen, die DEM als ein regelmäßig beabstandetes GRID und ein DTM als dreidimensionales Modell (TIN) definieren.[7] Die meisten Datenanbieter (USGS, ERSDAC, CGIAR, Spot Image) verwenden den Begriff DEM als Oberbegriff für DSMs und DTMs. Alle Datensätze, die mit Satelliten, Flugzeugen oder anderen fliegenden Plattformen aufgenommen werden, sind ursprünglich DSMs (wie SRTM oder das ASTER GDEM). Es ist möglich, einen DTM aus hochauflösenden DSM-Datensätzen mit komplexen Algorithmen zu berechnen (Li et al., 2005). Im Folgenden wird der Begriff DEM als Oberbegriff für DSMs und DTMs verwendet.

Ein DEM kann als Raster (ein Raster aus Quadraten, bei der Darstellung von Höhen auch als Heightmap bezeichnet) oder als vektorbasiert (TIN) dargestellt werden. Das TIN-DEM-Dataset wird auch als primäres (gemessenes) DHM bezeichnet, während das Raster-DEM als sekundäres (berechnetes) DHM bezeichnet wird. Die DEM könnte durch Techniken wie Photogrammetrie, Lidar, IfSAR, Landvermessung usw. gewonnen werden (Li et al. 2005). DEMs werden üblicherweise unter Verwendung von Daten erstellt, die mit Fernerkundungstechniken gesammelt wurden, sie können jedoch auch aus Landvermessungen erstellt werden. DEMs werden häufig in geografischen Informationssystemen verwendet und sind die häufigste Grundlage für digital erstellte Reliefkarten.

Während ein DSM für Landschaftsmodellierungs-, Stadtmodellierungs- und Visualisierungsanwendungen nützlich sein kann, wird ein DGM häufig für Hochwasser- oder Entwässerungsmodellierungen, Landnutzungsstudien, geologische Anwendungen und andere Anwendungen benötigt.


Ihre beste Datenquelle für Großbritannien ist data.gov.uk.

Das Produkt LIDAR DSM (Digital Surface Model) Time Stamped Tiles ist ein Archiv von Rasterhöhendaten, das von der Umweltbehörde erstellt wurde. Seit 1998 werden in ganz England standortspezifische Erhebungen durchgeführt, wobei bestimmte Gebiete, wie die Küstenzone, mehrfach vermessen werden.

Das LIDAR Composite DTM (Digital Terrain Model) ist ein Raster-Höhenmodell, das

75% von England bei 2m räumlicher Auflösung.

Das nationale LIDAR-Programm wird bis 2021 die Höhendaten aktualisiert haben. Hier können Sie eine Karte sehen, welche Gebiete bisher vermessen wurden. Das Gebiet Yorkshire Dales wird als "geplant" ohne Angabe eines Zieldatums aufgeführt.

Das nationale LIDAR-Programm der Umweltbehörde zielt darauf ab, bis 2021 genaue Höhendaten mit einer räumlichen Auflösung von 1 m für ganz England bereitzustellen.


Abstrakt

Der hochauflösende, Pixel-zu-Pixel verteilte hydrologische Simulationsansatz HIDROPIXEL wurde basierend auf einem digitalen Höhenmodell (DEM) und Anpassungen der Kurvenanzahl- und Einheitsganglinienmethoden vorgeschlagen. In diesem Beitrag wird eine Referenzbewertung von HIDROPIXEL vorgestellt, die zeigt, wie sensibel das Modell für die räumliche Auflösung ist und die Wirkung verschiedener DEM-Datenquellen bewertet. Ein kleines brasilianisches Einzugsgebiet (

6 km 2 ) wird mit einem 1 m LiDAR DEM (

6 Millionen Pixel) und aggregierte 2 m, 10 m und 30 m und SRTM 30 m Auflösungen. Spitzenabflüsse wurden zufriedenstellend reproduziert, wobei die Modellleistung mit der Vergröberung der räumlichen Auflösung abnahm, was dazu neigte, die Fließwege zu verkürzen und das Einzugsgebiet zu unterschätzen. Bei kurzen und konzentrierten Regenereignissen wurden Spitzenzeiten erwartet. Die besten Ergebnisse wurden durch Anpassen des Parameters der Anfangsverluste erzielt. Diese Methodik könnte leicht auf andere Einzugsgebiete angewendet werden, indem hochauflösendes DEM integriert und sowohl Landnutzungsänderungen als auch räumliche Niederschlagsvariabilität simuliert werden.


Abstrakt

Oberirdische Biomasse (AGB) ist ein wesentlicher Indikator für die Bewertung der Gesundheit von Ökosystemen und der Kohlenstoffspeicherung in der Wüstenstrauchforschung. Das oberirdische Volumen (AGV) der Vegetation ist ein entscheidender Parameter, um den AGB abzuschätzen. Bei der Fernerkundung mit unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) werden AGV und AGB hauptsächlich anhand von Vegetationsmerkmalsmetriken (z. B. Spektralindizes, Textur- und Strukturmetriken) geschätzt. Es gibt jedoch nur begrenzte Studien zur AGV- und AGB-Schätzung in Wüstenstrauchgemeinschaften unter Verwendung von UAV, und es ist schwierig, den Beitrag dieser Metriken zu AGV-Modellen unter Eliminierung des Einflusses von Hintergrundfaktoren zu bestimmen. Am Beispiel eines typischen Wüstenstrauchgebiets in der Inneren Mongolei, China, entwickelt diese Studie einen verbesserten Ansatz, um drei Arten von Merkmalsmetriken gleichzeitig unter Verwendung von UAV-RGB-Bildern (Rot, Grün, Blau) zu extrahieren. Zunächst wurden eine digitale Orthophoto-Karte (DOM) und ein digitales Oberflächenmodell (DSM) durch das photogrammetrische Verfahren basierend auf UAV-RGB-Bildern erstellt. Zweitens wurde das digitale Geländemodell (DTM) zur Berechnung der Kronenhöhe basierend auf DOM und DSM durch objektorientierte binäre Bildklassifizierung und Bodenhöheninterpolation generiert. Hier empfehlen wir das ENVI Landsat Gap-Fill-Tool, um die Bodenhöhe von Vegetationsflächen zu interpolieren. Inzwischen wurden 21 Spektralindizes, acht Texturmetriken und fünf Strukturmetriken extrahiert. Schließlich wurden basierend auf diesen Metriken ein- und mehrvariable Regressionsmodelle erstellt und das AGV mit einer Leave-One-out-Kreuzvalidierung gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass: (1) im vorgeschlagenen Modell der Beitrag der strukturellen, strukturellen und spektralen Metrik zu den Strauch-AGV-Modellen 86,68, 7,08 bzw. 6,24% betrug. (2) Die horizontalen und vertikalen Strukturmetriken, Texturmetriken oder Spektralindizes spiegelten die eindimensionale Änderung des AGV wider, die einen Sättigungseffekt hatte. (3) Das Überdachungsvolumen, das die horizontalen und vertikalen Merkmale der Vegetationsüberdachung kombiniert, konnte die Gesamtänderung des AGV beschreiben und spielte die wichtigste Rolle bei der AGV-Modellierung (R 2 = 0,928, relativer RMSE = 26,8%). Die Studienergebnisse bieten eine direkte Referenz bei der Bestimmung geeigneter Vegetationsmerkmalsmetriken für die Überwachung von Strauch-AGV. Der vorgeschlagene Ansatz für die DTM-Generierung und AGV-Schätzung ist effizienter, genauer und kostengünstiger als zuvor und kann eine nützliche Brücke zwischen bodengestützten Untersuchungen und Satellitenfernerkundung sein.


Produktion

Kartographen können auf verschiedene Weise digitale Höhenmodelle erstellen, verwenden jedoch häufig eher die Fernerkundung als direkte Vermessungsdaten. Eine leistungsstarke Technik zur Generierung digitaler Höhenmodelle ist das interferometrische Radar mit synthetischer Apertur: zwei Durchgänge eines Radarsatelliten (wie RADARSAT-1 oder TerraSAR-X oder Cosmo SkyMed) oder ein einzelner Durchgang, wenn der Satellit mit zwei Antennen ausgestattet ist (wie der SRTM-Instrumentierung), reichen aus, um eine digitale Höhenkarte von mehreren Dutzend Kilometern auf einer Seite mit einer Auflösung von etwa zehn Metern zu erstellen [ Zitat benötigt ] . Alternativ können andere Arten von stereoskopischen Paaren unter Verwendung des digitalen Bildkorrelationsverfahrens verwendet werden, bei dem zwei optische Bilder mit unterschiedlichen Winkeln aufgenommen werden, die vom selben Flug eines Flugzeugs oder eines Erdbeobachtungssatelliten (wie das HRS-Instrument von SPOT5 oder das VNIR-Band) aufgenommen wurden von ASTER). [ 10 ]

1986 lieferte der Satellit SPOT 1 die ersten verwertbaren Höhendaten für einen beträchtlichen Teil der Landmasse des Planeten unter Verwendung einer stereoskopischen Korrelation in zwei Durchgängen. Später wurden weitere Daten vom European Remote-Sensing Satellite (ERS) mit derselben Methode, der Shuttle Radar Topography Mission mit Single-Pass-SAR und der ASTER-Instrumentierung auf dem Terra-Satelliten mit Double-Pass-Stereopaaren bereitgestellt. [ 10 ]

Das HRS-Instrument auf SPOT 5 hat über 100 Millionen Quadratkilometer Stereopaare erfasst.

Ältere Verfahren zur Generierung von DEMs beinhalten oft die Interpolation digitaler Höhenlinienkarten, die möglicherweise durch direkte Vermessung der Landoberfläche erstellt wurden. Dieses Verfahren wird immer noch in Berggebieten verwendet, wo die Interferometrie nicht immer zufriedenstellend ist. Beachten Sie, dass die Höhenliniendaten oder andere erfasste Höhendatensätze (durch GPS oder Bodenvermessung) keine DEMs sind, sondern als digitale Geländemodelle betrachtet werden können. Ein DEM impliziert, dass an jedem Ort im Untersuchungsgebiet kontinuierlich Höhen verfügbar sind.

Die Qualität eines DEM ist ein Maß dafür, wie genau die Höhe bei jedem Pixel (absolute Genauigkeit) und wie genau die dargestellte Morphologie (relative Genauigkeit) ist. Mehrere Faktoren spielen eine wichtige Rolle für die Qualität von DEM-abgeleiteten Produkten:

  • Geländerauheit
  • Stichprobendichte (Methode zur Erhebung von Höhendaten)
  • Rasterauflösung oder Pixelgrößenalgorithmus
  • vertikale Auflösung
  • Algorithmus zur Geländeanalyse
  • Zu den Reference3D-Produkten gehören hochwertige Masken, die Informationen über die Küste, den See, den Schnee, die Wolken, die Korrelation usw.

Was ist der Unterschied zwischen DEM, DSM und DTM?

DEM: Wie oben besprochen, ist DEM ein Höhenmodell der nackten Topographie der Erde.

DSM: Es handelt sich um ein Höhenmodell, das oberirdische Merkmale wie Vegetation und künstliche Objekte enthält.

DTM: Wenn Daten von DEM weiterverarbeitet werden, erhalten Sie DTM. Grundsätzlich ist DGM ein DGM mit viel höherer Genauigkeit, da seine Geländedaten mit zusätzlichen Informationen wie Höhenlinien, die durch Landvermessungen gewonnen wurden, angereichert werden.

Im Wesentlichen können Sie DEM als Obermenge von DSM und DTM bezeichnen.


Was ist ein Geländeanalyse-GIS?

Lesen Sie den Rest der Antwort. Ebenso wird gefragt, was ist Terrain-Mapping und -Analyse?

Oberfläche Analyse wird oft als bezeichnet Terrain (Elevation) Analyse. Außerdem Oberfläche Analyse Techniken können auch auf esoterischere . angewendet werden Kartierung Bemühungen wie die Wahrscheinlichkeit von Tornados oder die Konzentration von Säuglingssterblichkeiten in einer bestimmten Region.

Was ist außerdem die Fließrichtung in GIS? Durchflussrichtung bestimmt welche Richtung Wasser wird Fluss in einer bestimmten Zelle. Basierend auf Richtung des steilsten Abstiegs in jeder Zelle messen wir Durchflussrichtung. In einer gegebenen Gitterzelle kann Wasser Fluss zu einer oder mehreren seiner acht benachbarten Zellen. Die Steigung ist der ultimative Faktor, wie Wasser fließt bei diesem Modell.

Und was ist ein digitales Geländemodell in GIS?

EIN digitales Geländemodell (DTM) kann als dreidimensionale Darstellung von a . beschrieben werden Geländeoberfläche bestehend aus X-, Y-, Z-Koordinaten gespeichert in Digital Form. Es umfasst nicht nur Höhen und Höhen, sondern auch andere geografische Elemente und natürliche Merkmale wie Flüsse, Kammlinien usw.