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Quelle est la source des rayures horizontales et verticales dans les DEM USGS ?


Lors du traitement des données DEM de 30 m et 10 m téléchargées via National Map Viewer à partir du National Elevation Dataset, nous avons remarqué des rayures horizontales et verticales non seulement dans les résultats produits, mais dans les nuances de colline simplement analytiques des DEM bruts. Est-ce que quelqu'un connaît la source ? Si ce n'est pas la source, peut-être comment supprimer ces artefacts ? Ces artefacts deviennent très prononcé lors de l'utilisation des DEM pour calculer les indices topographiques. Ces artefacts restent même après le remplissage de la dépression.

Vous trouverez ci-dessous des images montrant les rayures sur 30 m et 10 m de données provenant des bassins versants de Pennsylvanie et du Colorado, ainsi qu'un calcul de l'indice topographique terminé montrant les artefacts d'un bassin versant à Syracuse, NY.

Colorado - HUC8 - 101900004 - 10m

Colorado - HUC8 - 10190004 - 30m

Pennsylvanie - HUC8 - 02040103 - 10m

Pennsylvanie - HUC8 - 02040103 - 30m

Calcul TI terminé pour le bassin versant du ruisseau Onondaga à Syracuse, NY


Essayez de répondre à ma propre question :

La cause des rayures dans les exemples que j'ai fournis est entièrement en raison de mon flux de travail, pas de problème hérité avec la façon dont les données ont été initialement assemblées ou mosaïquées. Les DEM avec lesquels j'avais affaire étaient tous générés à partir de techniques plus récentes, comme en témoigne cette carte :

Les deux méthodes qui couvrent les domaines avec lesquels je travaillais sont le LIDAR et d'autres capteurs actifs ou l'interpolation linéaire complexe. Les anciennes techniques référencées par @Dan Patterson sont les techniques de profilage manuel et de Gestalt Photomapper. En effet, l'USGS y fait référence dans le lien NED que @Dan Patterson partage :

Les DEM sources plus anciens produits par des méthodes désormais obsolètes ont été filtrés pendant le processus d'assemblage NED pour minimiser les artefacts que l'on trouve couramment dans les données produites par ces méthodes. La suppression des artefacts améliore considérablement la qualité des informations sur la pente, le relief ombré et le drainage synthétique qui peuvent être dérivées des données d'altitude. Le processus de filtrage de suppression d'artefact n'élimine pas tous les artefacts. Dans les zones où le seul DEM disponible est produit par des méthodes plus anciennes, le "striping" peut encore se produire. Le traitement du NED comprend également des étapes pour ajuster les valeurs là où les DEM adjacents ne correspondent pas bien, et pour remplir les zones de ruban de données manquantes entre les DEM. Ces étapes de traitement garantissent que le NED n'a pas de zones vides et de discontinuités artificielles minimales.

Alors, qu'est-ce qui a causé mes problèmes de traçage?

Alors que, pour calculer correctement les valeurs TI dans SAGA GIS, nous avons besoin que les unités de cellule soient en mètres, pas la mesure de degré du système de coordonnées géographiques d'origine, et donc la première étape de notre flux de travail consistait à utiliser ArcMAP (je déteste l'ensemble d'outils de projection de SAGA) pour projetez le DEM dans la bonne projection UTM. Dans cette étape, il existe différentes options pour rééchantillonner le DEM. Dans tous les DEM et les sorties résultantes qui avaient un striping, nous avons laissé à tort la technique de rééchantillonnage par défaut comme notre choix - l'algorithme de rééchantillonnage par défaut est Nearest Neighbor, qui ne doit jamais être utilisé avec un ensemble de données continu comme les données d'évolution présentes dans un DEM. Lorsque les MNT ont été projetés à l'aide du rééchantillonnage par interpolation bilinéaire, aucun artefact horizontal ou vertical n'a été observé dans le MNT ou dans l'un des produits résultants.

ESRI était au courant de ceci :

Les DEM sont sensibles aux artefacts. De nombreux DEM ont déjà des artefacts introduits lors de la création ; les ombrages de ces DEM amplifient les anomalies et les rendent visibles. Si le DEM ne contient aucun artefact avant d'être rendu sous forme d'ombrage, le problème peut être dû à l'utilisation d'une méthode de rééchantillonnage incorrecte lors de la projection des données DEM. Un DEM est constitué de données raster continues. La méthode de rééchantillonnage bilinéaire doit être utilisée dans les projections raster ou toute transformation raster. Lors de la projection de données raster à l'aide de l'outil Project Raster GP, n'utilisez pas la méthode de rééchantillonnage par défaut. Choisissez plutôt le rééchantillonnage bilinéaire ou la méthode de rééchantillonnage par convolution cubique.

Source : http://support.esri.com/en/knowledgebase/techarticles/detail/29127

Et l'USGS le sait, déclarant dans la FAQ :

Q : Quelles méthodes de rééchantillonnage sont les meilleures pour préserver la précision des données NED et les caractéristiques du terrain ?

UNE: Cubique circonvolution et bilinéaire l'interpolation sont les méthodes préférées de rééchantillonnage des données d'altitude numériques, et se traduira par une apparence plus lisse. La plus proche voisin a tendance à laisser des artefacts tels que des marches d'escalier et des rayures périodiques dans les données qui peuvent ne pas être apparentes lors de la visualisation des données d'altitude, mais qui peuvent affecter les dérivées, telles que le relief ombré ou les rasters de pente.*

Source : http://ned.usgs.gov/faq.html#RESAMPLE

Donc, mon acceptation stupide des paramètres par défaut dans ArcMap (et mon ignorance des résultats) a causé cela. Une erreur très évidente probablement.

Vis et apprend.


Il y a quelques articles sur la source possible du striping qui sont trop longs pour être copiés ici et publiés, par exemple

https://geonet.esri.com/message/248734?sr=search&searchId=8194652f-cac8-4737-93a2-c5dccdeb29ff&searchIndex=5#248734

http://ned.usgs.gov/about.html

http://www.ctmap.com/assets/pdfprojects/destripe.pdf

Certains des problèmes sont liés à la nature des données elles-mêmes.


Quelle est la source des rayures horizontales et verticales dans les DEM USGS ? - Systèmes d'information géographique

Les modèles numériques d'élévation (MNE) sont de plus en plus utilisés pour la production d'ortho-imagerie, la modélisation hydrologique, la détermination du champ de vision, les analyses de pente/aspect et la visualisation de surface en trois dimensions. Les DEM d'usage courant vont des DEM de niveau 1 relativement grossiers à trois arc-secondes (profil de 100 mètres) aux DEM de niveau 2 de profil de 30 mètres produits par l'U.S. Geological Survey. Pourtant, ces ensembles de données peuvent ne pas capturer suffisamment de détails de surface pour répondre aux exigences de nombreuses applications. Des expériences au Texas impliquant une variété de types de terrain démontrent l'efficacité des MNT à plus haute résolution, en particulier des ensembles de données de profil de 10 mètres, dans la création de représentations de surface plus précises sur le plan géomorphologique.

Introduction

Depuis la fin des années 1980, des modèles numériques d'élévation du terrain de niveau 1 (DTED1) sont disponibles pour les États-Unis. Préparées par la Defense Mapping Agency à partir de feuilles topographiques USGS à l'échelle 1:250 000 1 x 2 degrés, les données DTED1 ont une précision verticale d'environ 30 mètres et un profil horizontal de 3 secondes d'arc, soit environ 100 mètres. En tant que représentations grossières du relief de surface à grande échelle, les données DTED1 sont utilisées pour des modèles généralisés de bassins fluviaux entiers et comme surfaces sur lesquelles draper des images satellite.

À partir des années 1970, l'USGS a produit des DEM de niveau 1 de profil de 30 mètres à l'aide de stéréotraceurs manuels. Lancés par unités de quadrangles de 7,5 minutes, les DEM de niveau 1 de 30 mètres ont une précision verticale d'environ 7 mètres. Malheureusement, les DEM de niveau 1 souffrent d'une grande variété d'artefacts, y compris de graves erreurs de correspondance des bords, des rayures et d'autres anomalies. Ces dernières années, l'USGS a publié des produits de profil de 30 mètres de niveau 2 qui sont dérivés de l'extraction numérique des données d'élévation à partir des séparations de contours hypsographiques utilisées dans la production de cartes topographiques quadrangulaires de 7,5 minutes. Alors que le profil horizontal reste le même que celui des produits de niveau 1, la précision verticale s'améliore jusqu'à un demi-intervalle de contour de la carte source, qui se situe entre 1 et 3 mètres, sauf en terrain montagneux. Les modélisateurs ont rapidement adopté le DEM USGS de niveau 2 de 30 mètres comme pilier de nombreuses applications, en particulier l'analyse de pente/aspect et de champ de vision et la modélisation hydrologique.

Au cours des derniers mois, une équipe de scientifiques de l'altitude dirigée par Susan Greenlee au centre de données USGS EROS a apporté une grande contribution à la communauté des utilisateurs de DEM en publiant des sections du National Elevation Dataset (NED), un DEM transparent carrelé par un -blocs de diplômes pour les régions des États-Unis contigus. Le NED contient des DEM de niveau 2 et de niveau 1 qui ont été filtrés pour éliminer leurs défauts les plus graves. Une couverture NED complète pour le Texas est disponible depuis l'hiver 1999 et est déjà utilisée pour la délimitation des bassins versants et d'autres applications SIG par plusieurs groupes.

Des DEM à résolution encore plus élevée sont maintenant en production pour les zones nécessitant des modèles de surface plus détaillés. Les MNT de 10 mètres de drainage forcé sont particulièrement intéressants, compilés à l'aide des éléments de contour hypsographique et d'hydrographie présents dans des cartes topographiques en quadrilatère de 7,5 minutes. Les DEM de 10 mètres ont la même précision verticale que les produits de niveau 2 de 30 mètres, mais leur profil de 1/3 d'arc-seconde fournit une représentation bien meilleure des caractéristiques du paysage réel. L'ombrage de la figure 1 illustre l'amélioration de la qualité obtenue par le MNT de 10 mètres avec drainage forcé pour une zone du barrage de Mansfield en quadrilatère de 7,5 minutes dans le centre du Texas. Notez le plus grand détail visible dans la zone du barrage et le long des drainages mineurs.

Représentation de surface pour la modélisation hydrologique

La modélisation hydrologique a été réalisée à l'aide d'ArcView Spatial Analyst. Étant donné que certaines fonctions hydrologiques ne sont pas prises en charge dans l'interface utilisateur d'ArcView, le code Avenue de base a été écrit pour terminer l'analyse (voir l'annexe). La caractéristique analysée était le chemin d'écoulement artificiel calculé à partir de chaque DEM. Pour générer des chemins d'écoulement de cette manière, il est crucial de supprimer les puits se produisant dans les données d'altitude source. Un puits est défini comme un point dans lequel tous les points environnants se jettent, mais ne se jettent dans aucun autre point. En d'autres termes, une cellule dans le DEM qui est inférieure à toutes les cellules environnantes.

Spatial Analyst contient un exemple de code qui effectue la tâche de remplir les puits qui perturbent les surfaces DEM à l'aide d'un programme Avenue appelé Spatial.DEMFill. Spatial.DEMFill est exécuté sur le DEM source pour produire une surface modifiée sans puits. Le DEM résultant est utilisé comme entrée du script HydroFuntions. Le script calcule un thème FlowDirection et utilise ce résultat pour calculer un thème FlowAccumulation. (Les autres fonctions du script, bassin versant et évier, ne sont pas utilisées pour créer des chemins d'écoulement artificiels et sont incluses à d'autres fins, telles que la délimitation des bassins versants.)

Le thème FlowAccumulation se compose d'un raster dans lequel la valeur de chaque pixel représente le nombre total de pixels qui y pénètrent. En sélectionnant un seuil pour le nombre minimum de pixels représentant un canal de drainage, un chemin d'écoulement artificiel est généré. La symbologie peut ensuite être utilisée pour désigner l'ordre des flux dans un chemin d'écoulement. Pour maintenir la clarté de nos graphiques, aucun symbolisme d'ordre de flux n'a été utilisé pour cette analyse.

Exemples d'Austin, Texas

Bassin hydrographique du ruisseau Lower Waller

La figure 4 représente un profil de coupe transversale technique près du pont de la 15e rue traversant Waller Creek, comme indiqué dans la figure 3. L'analyse du profil a été menée par Eric Tate du Centre de recherche sur les ressources en eau de l'Université du Texas et démontre clairement la supériorité d'un DEM à drainage forcé de 10 mètres développé par AverStar, Inc., sur le modèle de surface standard de 30 mètres. Dans ce cas, le DEM de 30 mètres ne reflète aucune preuve du canal de diffusion.

Bassin hydrographique du ruisseau Upper Waller

Exemples de Houston, Texas

Un chemin d'écoulement artificiel généré à l'aide du DEM standard de 30 mètres de l'USGS de niveau 2 a produit les résultats présentés à la figure 10. Brays Bayou est correctement représenté, mais d'autres parties du réseau de drainage semblent aléatoires et ne reflètent pas le paysage réel. Les DEM de 10 mètres non forcés et de 10 mètres de drainage forcé produisent des modèles d'écoulement tout aussi chaotiques dans cette zone urbaine avec peu de caractéristiques de drainage de surface cartographiées (figure 11).

L'utilisation des données LIDAR

Une solution consiste à sous-échantillonner les données LIDAR filtrées de 1 mètre. En partant d'une version rééchantillonnée sur 10 mètres des données LIDAR de Bellaire, une bien meilleure représentation des chemins d'écoulement artificiels a été produite (Figure 13). Le processus a été répété en utilisant une version rééchantillonnée de 5 mètres (Figure 14). Il est évident que les expériences utilisant des modèles de surface dérivés du LIDAR donnent de meilleures simulations du drainage réel dans une zone où un ruissellement important s'écoule dans les rues et dans les égouts pluviaux.

Conclusion

Les DEM à profil de 10 mètres capturent considérablement plus de détails géomorphologiques et conviennent aux études de surface à l'échelle 1:24 000. L'application du drainage améliore les performances des DEM de 10 mètres dans de nombreux cas en délimitant plus clairement les cours d'eau.

Les surfaces des zones basses et extrêmement plates peuvent ne pas être représentées de manière adéquate à l'aide de MNT créés à l'aide de données d'hypsographie extraites de cartes topographiques USGS à l'échelle 1:24 000. La technologie LIDAR offre une méthode pour collecter des données d'altitude plus précises et détaillées, mais les ensembles de données sont volumineux, doivent être soigneusement filtrés et peuvent présenter des problèmes pour les applications logicielles actuelles.


COMBELEV : Grille binaire au format ESRI des données de bathymétrie et d'altitude fusionnées de l'estuaire de la rivière Corsica, Maryland à utiliser avec la croisière USGS 07005

Cross, VeeAnn A. , 2011, COMBELEV : Grille binaire au format ESRI des données de bathymétrie et d'élévation fusionnées de l'estuaire de la rivière Corsica, Maryland À utiliser avec l'USGS Cruise 07005 : Rapport à dossier ouvert 2010-1094, US Geological Survey, Coastal and Marine Programme de géologie, Woods Hole Coastal and Marine Science Center, Woods Hole, MA.

Liens en ligne :

Cross, VeeAnn A. , Bratton, John F. , Worley, Charles R. , Crusius, John et Kroeger, Kevin D. , 2011, Données de profilage de résistivité continue de l'estuaire de la rivière Corsica, Maryland : rapport ouvert 2010-1094 , US Geological Survey, programme de géologie côtière et marine, Woods Hole Coastal and Marine Science Center, Woods Hole, MA.

Liens en ligne :

West_Bounding_Coordinate : -76.160718 East_Bounding_Coordinate : -76.060537 North_Bounding_Coordinate : 39.121622 South_Bounding_Coordinate : 39.034459

<https://pubs.usgs.gov/of/2010/1094/data/basemap/elevation/combelev.gif> (GIF) Image miniature du relief codé par couleur dans la zone de l'estuaire de la Corse.

Calendrier_Date : 2011 Currentness_Reference : date de publication

Geospatial_Data_Presentation_Form : données numériques raster

Grid_Coordinate_System_Name : Mercator Transversal Universel Universal_Transverse_Mercator : UTM_Zone_Number : 18 Transverse_Mercator : Scale_Factor_at_Central_Meridian : 0.999600 Longitude_of_Central_Meridian : -75.000000 Latitude_of_Projection_Origin : 0.000000 False_Easting : 500000.000000 False_Northing : 0.000000

Les coordonnées planaires sont codées à l'aide de lignes et de colonnes
Les abscisses (coordonnées x) sont spécifiées à 30,000000 près
Les ordonnées (coordonnées y) sont spécifiées au 30 000000 le plus proche
Les coordonnées planaires sont spécifiées en mètres

Le système de référence horizontal utilisé est le système de référence nord-américain de 1983.
L'ellipsoïde utilisé est le système de référence géodésique 80.
Le demi-grand axe de l'ellipsoïde utilisé est 6378137.000000.
L'aplatissement de l'ellipsoïde utilisé est de 1/298,257222.

Qui a produit l'ensemble de données ?

(508) 548-8700 x2251 (voix)
(508) 457-2310 (TÉLÉCOPIE)
[email protected]

Pourquoi l'ensemble de données a-t-il été créé ?

Comment l'ensemble de données a été créée?

U.S. Geological Survey (USGS), EROS Data Center, 1999, National Elevation Dataset : U.S. Geological Survey, Sioux Falls, SD.

Liens en ligne :

Programme de télédétection côtière du NOAA Coastal Services Center, 20070613, 2003 Projet de cartographie LIDAR du Maryland.

Liens en ligne :

Department of Commerce (DOC), National Oceanic and Atmospheric Adminis, 1998, Chesapeake Bay, VA/MD (M130) Bathymetric Digital Elevation Model (résolution de 30 mètres) Dérivé de la source Hydrographic Survey Soundings Collected by NOAA: NOAA's Ocean Service, Special Projects ( SP), Silver Spring, MD.

Liens en ligne :

Date : mai 2007 (processus 1 sur 7) Le NED a été téléchargé dans un format de grille binaire ESRI dans un fichier WinZip. Une fois extraite, la grille ned_37057094 a été créée. Ces grilles originales sont dans un système de coordonnées géographiques, NAD83, avec une référence verticale de NAVD88. La taille des cellules de ces grilles est de 0,000278 degrés décimaux. Ces dossiers couvrent la portion terrestre de la zone d'intérêt. Les valeurs de cellule où l'eau se produit est généralement définie sur 0 - pas de vraies valeurs d'élévation (bathymétrie). Cette étape de processus et toutes les étapes de processus suivantes ont été réalisées par la même personne - VeeAnn A. Cross.

Personne ayant exercé cette activité :

(508) 548-8700 x2251 (voix)
(508) 457-2310 (TÉLÉCOPIE)
[email protected]

Date : juin 2007 (processus 2 sur 7) Le LIDAR a été téléchargé en tant que jeu de données raster binaire à virgule flottante. Ce fichier de données a été converti au format de grille binaire ESRI à l'aide d'ArcMap 9.1 - ArcToolbox - Conversion Tools - To Raster - Float to Raster. L'ensemble de données d'entrée était vatnipp17193.flt avec la grille de sortie nommée FloatTo_vatn1. De plus, la grille résultante nécessitait la projection définie. Sur la base des métadonnées, la projection est géographique, NAD83. Cette définition a été réalisée dans ArcMap 9.1 - ArcToolbox - Outils de gestion des données - Projections et transformations - Définir la projection. Le jeu de données en entrée était FloatTo_vatn1 et le système de coordonnées choisi était GCS_North_American_1983.

Date : août-2006 (processus 3 sur 7) L'ensemble de données bathymétriques de l'estuaire de Chesapeake a été téléchargé au format DEM. La baie de Chesapeake nécessitait en fait 3 DEM distincts. Pour l'estuaire de la Corse, le MNE le plus septentrional couvrait la zone d'intérêt. Ce fichier était M130_39076C2_BIG3.dem. La projection originale des données est UTM, Zone 18, NAD27 avec une taille de cellule de 30 mètres. Le référentiel vertical de la bathymétrie est référencé au référentiel de marée local au moment des levés hydrographiques qui composent le jeu de données. L'unité verticale est le mètre. Les fichiers estuariens du modèle numérique d'élévation (DEM) devaient être convertis du format USGS DEM au format de grille ESRI. Pour ce faire, ArcMap 9.0 - ArcToolbox - Outils de conversion - Vers Raster - DEM vers Raster. Le type de données de sortie est flottant, avec le facteur Z laissé à la valeur par défaut de 1.

Date : 2006 (processus 4 sur 7) Les grilles bathymétriques de l'estuaire devaient ensuite être projetées vers l'UTM, zone 18, NAD83 - essentiellement une simple transformation de référence. Pour ce faire, ArcMap 9.0 - Outils de gestion de données - Projections et transformations - Raster - Project Raster. La transformation géographique utilisée était NAD_1927_to NAD_1980_NADCON. La méthode de rééchantillonnage était bilinéaire.

Date : Nov-2009 (processus 5 sur 7) Les données de la grille LIDAR ont été projetées de Geographic, NAD83 à UTM, Zone 18, NAD83. Cela a été accompli avec ArcMap 9.2 - ArcToolbox - Outils de gestion de données - Projections et transformations - Raster - Project Raster. Paramètres comme suit : raster en entrée : floatto_vatn1 système de coordonnées en entrée - GCS_North_American_1983 raster en sortie : csc_utm18 système de coordonnées en sortie : NAD_1983_UTM_Zone_18N technique de rééchantillonnage : bilinéaire. Le reste des paramètres a été laissé à la valeur par défaut. Aucune transformation n'a été nécessaire.

Date : mai 2007 (processus 6 sur 7) L'ensemble de données d'élévation NED a été projeté de la zone géographique, NAD83 à UTM, zone 18, NAD83. Cela a été accompli à partir de la ligne de commande ArcInfo d'ArcGIS 9.1.La ligne de commande utilisée pour cela était : En fait, cela fait projeter ned_37057094 en utilisant les paramètres fournis dans le fichier geog2utm en utilisant une méthode d'interpolation bilinéaire. Le contenu de geog2utm est le suivant : FIN

Date : novembre 2009 (processus 7 sur 7) Avec tous les ensembles de données individuels au format de grille binaire ESRI, projection UTM, NAD83, je souhaite combiner les ensembles de données. Je le fais à l'aide de la calculatrice raster dans ArcMap 9.2 à l'aide de la commande suivante : merge([big3_nad83], [csc_utm18], [ned_utm18]) À l'aide de la calculatrice raster et de la commande de fusion, l'ordre des grilles répertoriées est important. La première grille répertoriée a la priorité la plus élevée et écrasera toutes les valeurs au même emplacement des autres grilles. La deuxième grille répertoriée écrasera toutes les valeurs au même emplacement de toute grille qui la suit dans la liste. Ainsi, dans ce cas, l'ensemble de données bathymétriques estuariens s'est vu attribuer la priorité 1, les données LIDAR, la priorité 2, et pour combler les lacunes restantes, les données NED ont été utilisées. Cela crée un jeu de données raster temporaire. Ensuite, dans la table des matières d'ArcMap, je clique avec le bouton droit de la souris et sélectionne Données - Rendre permanent. La grille de sortie résultante est combelev.

Department of Commerce (DOC), National Oceanic and Atmospheric Adminis, 1998, Chesapeake Bay, VA/MD (M130) Bathymetric Digital Elevation Model (résolution de 30 mètres) Dérivé de la source Hydrographic Survey Soundings Collected by NOAA: NOAA's Ocean Service, Special Projects ( SP), Silver Spring, MD.

Liens en ligne :

U.S. Geological Survey (USGS), EROS Data Center, 1999, National Elevation Dataset : U.S. Geological Survey, Sioux Falls, SD.

Liens en ligne :

Programme de télédétection côtière du NOAA Coastal Services Center, 20070613, 2003 Projet de cartographie LIDAR du Maryland.

Liens en ligne :

Dans quelle mesure les données sont-elles fiables, quels problèmes subsistent dans l'ensemble de données ?

Cette grille est une combinaison de trois ensembles de données différents avec trois précisions horizontales différentes. Pour les données LIDAR, les métadonnées indiquent la précision horizontale sous la forme "Les valeurs des coordonnées horizontales ont été conçues pour répondre à la précision de la NSSDA pour les données à l'échelle 1:2400". Les métadonnées de l'ensemble de données bathymétriques de l'estuaire de Chesapeake indiquent la précision horizontale sous la forme "La précision horizontale du DEM est exprimée sous la forme d'une erreur quadratique moyenne estimée (RMSE). L'estimation du RMSE est basée sur des tests de précision horizontale des sondages de source utilisés pour générer le DEM. En première approximation, la précision de localisation des sondages de la source est de 0,0015 m à l'échelle de la source "Smooth Sheet" (120 m @ 1:80 000 à 15 m @ 1:10 000). Les feuilles lisses sont des cartes générées en tant que produit principal de chaque levé hydrographique (historique) avec des sondages entièrement corrigés tracés dessus. Les modèles altimétriques numériques sont conformes aux exigences de précision des normes nationales de précision des cartes (NMAS). La précision de la position est estimée à 3 mètres."

Cette grille est une combinaison de trois ensembles de données différents avec trois précisions verticales différentes. Pour les données LIDAR, les métadonnées indiquent la précision verticale sous la forme « La valeur RMSE de 14,3 cm au niveau de confiance de 95 % a été déterminée par une évaluation indépendante de la précision menée par Dewberry LLC conformément aux spécifications du contrat. Ces spécifications ont suivi les directives de l'annexe A de la FEMA concernant l'évaluation de la précision verticale. Pour des données précises à 18,5 cm RMSE près, les directives recommandaient qu'un minimum de 20 points de contrôle indépendants soient situés dans chacune des 5 catégories différentes de couverture des sols : Herbe/Terre, Herbe haute/Cultures, Broussailles/Arbres bas, Forêt et Urbain/chaussée . Un total de 125 points a été utilisé pour les évaluations. Ces points ont été arpentés par un arpenteur-géomètre agréé et ont fourni un emplacement et une élévation de position avec une précision qui dépassait la précision prévue des données LIDAR. L'intégralité des rapports de précision est disponible sur <http://dnrweb.dnr.state.md.us/gis/data/lidar>. La valeur RMSE est de 14,3 cm. Voir la section Rapport de précision de position verticale pour plus d'informations." Les métadonnées pour les données d'élévation NED ne spécifient pas de précision verticale. Les métadonnées de l'ensemble de données bathymétriques de l'estuaire de Chesapeake indiquent la précision verticale sous la forme "La statistique RMSE verticale est utilisée pour décrire la précision verticale d'un DEM. Il englobe à la fois les erreurs aléatoires et systématiques introduites lors de la production des données. Le RMSE est codé dans l'élément numéro 5 de l'enregistrement C du DEM. Cette estimation de précision comprend des éléments liés à la quantification des sondages sources (1,3 à 0,15 m), l'édition systématique des données sources (1 % ou 0,10 m), les caractéristiques bathymétriques non échantillonnées (estimées à moins de 5 % de la profondeur), les changements liés au temps ( érosion, dépôt et déplacements sismiques) et les opérations de dragage (déblai et remblayage). On estime que la précision des DEM bathymétriques est de 2 % de la profondeur ou 1 mètre pour les profondeurs supérieures à 20 mètres et de 2 % de la profondeur ou 0,20 mètre pour les profondeurs inférieures à 20 mètres. CES DEM NE DOIVENT PAS ÊTRE UTILISÉS POUR LA NAVIGATION.
Il existe trois types d'erreurs verticales DEM : erreur, systématique et aléatoire. Ces erreurs sont réduites en ampleur par l'édition mais ne peuvent pas être complètement éliminées. Les aberrations sont des erreurs de proportions majeures et sont facilement identifiées et supprimées lors de l'édition interactive. Les erreurs systématiques suivent un schéma fixe et sont introduites par les procédures et les systèmes de collecte de données. Les artefacts d'erreur systématique incluent les décalages d'élévation verticaux non échantillonnés, l'espacement relatif des sources de sondage, une mauvaise interprétation de la surface du terrain causée par la douceur ou une mauvaise réflectivité et par la résolution des sondages collectés (pieds, pieds et fractions, brasses, brasses et fractions, mètres, dixièmes de mètres, etc.). Les erreurs aléatoires résultent de causes inconnues ou accidentelles. Les DEM à 1 degré (DSQ) sont générés à partir de grilles de 30 m sur projection UTM. La différence RMSE entre ces surfaces est une estimation de la précision verticale des DEM DSQ.

En combinant les trois jeux de données individuels, une surface d'altitude complète pour la zone d'étude a été dérivée.

Comment quelqu'un peut-il obtenir une copie de l'ensemble de données ?

Existe-t-il des restrictions légales à l'accès ou à l'utilisation des données ?

Access_Constraints : Rien. Use_Constraints : Les données du domaine public du gouvernement américain sont librement redistribuables avec des métadonnées et une attribution de source appropriées. Veuillez reconnaître l'U.S. Geological Survey et le National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) National Ocean Service (NOS) comme les auteurs des ensembles de données individuels. Ces données ne doivent pas être utilisées pour la navigation.

(508) 548-8700 x2251 (voix)
(508) 457-2310 (TÉLÉCOPIE)
[email protected]

    Disponibilité sous forme numérique :

Qui a écrit les métadonnées ?

(508) 548-8700 x2251 (voix)
(508) 457-2310 (TÉLÉCOPIE)
[email protected]

Généré par député version 2.9.6 le lun mars 07 14:05:25 2011


Quelle est la source des rayures horizontales et verticales dans les DEM USGS ? - Systèmes d'information géographique

West_Bounding_Coordinate : -121.319 East_Bounding_Coordinate : -113.445 North_Bounding_Coordinate : 42.973 South_Bounding_Coordinate : 36.934

<https://pubs.usgs.gov/mf/1999/mf-2323/mf2323.pdf> (Adobe Portable Document Format) Image PDF de « L'étendue des lacs du Pléistocène dans le Grand Bassin occidental », montrant la répartition des lacs pluviaux dans le bassin de Lahontan .

Date_Calendrier : 1999 Currentness_Reference : date de publication

Il s'agit d'un ensemble de données vectorielles. Il contient les types de données vectorielles suivants (terminologie SDTS) :

La projection cartographique utilisée est la conique conforme de Lambert.

Paramètres de projection : Standard_Parallèle : 33.0 Standard_Parallèle : 45.0 Longitude_of_Central_Meridian : -118.0 Latitude_of_Projection_Origin : 23.0 False_Easting : 0 False_Northing : 0

Les coordonnées planaires sont codées à l'aide d'une paire de coordonnées
Les abscisses (coordonnées x) sont spécifiées à 130,0 près
Les ordonnées (coordonnées y) sont spécifiées à 130,0 près
Les coordonnées planaires sont spécifiées en mètres

Le système de référence horizontal utilisé est le système de référence nord-américain de 1927.
L'ellipsoïde utilisé est Clarke 1866.
Le demi-grand axe de l'ellipsoïde utilisé est 6378206.4.
L'aplatissement de l'ellipsoïde utilisé est de 1/294,98.

Entity_and_Attribute_Overview : Cet ensemble de données se compose de 10 couvertures :

late_pl (polygone) : limites des lacs du Pléistocène supérieur. L'attribut FLAG indique 1=lac présent ou 0=lac absent. L'attribut LAKENAME répertorie les noms de lacs. L'attribut ELEVATION répertorie l'altitude du lac en mètres.

max_pl (polygone) : étendue maximale des lacs d'avant la fin du Pléistocène. Les descriptions d'attributs sont les mêmes que celles du jeu de données late_pl.

add_pl (polygone) : zone supplémentaire possible de lacs d'avant le Pléistocène supérieur. L'attribut FLAG indique 1=lac présent et 0=lac absent.

bassin_bnd (ligne) : Limite du bassin de Lahontan. Aucun attribut défini par l'utilisateur.

add_basin_bnd (ligne) : Augmentation inférée de la superficie du bassin versant. Aucun attribut défini par l'utilisateur.

écoulements (ligne) : débordements du lac. L'attribut FLAG indique 1=débordement du Pléistocène tardif et 2=débordement possible du Pléistocène antérieur à la fin et hauteur de seuil moderne.

study_sites (point) : sites d'échantillonnage sur le terrain. L'attribut DEPOSIT répertorie les types comme "pré-Pléistocène tardif" ou "Pliocène".

state_bnd (ligne) : frontières de l'État. Aucun attribut défini par l'utilisateur.

majdrain (ligne): Principaux drainages dans le bassin. Aucun attribut défini par l'utilisateur.

shadebase.tif (TIFF) : fichier TIFF géoréférencé de la grille en relief ombré pour la base de la carte. Produit à partir de la grille DEM à l'aide de la commande ARC/INFO 'HILLSHADE'. Les informations de géoréférencement sont contenues dans le fichier shadebase.tfw.

Entity_and_Attribute_Detail_Citation : La plupart des altitudes des rives du Pléistocène supérieur et des noms de lacs proviennent de Mifflin et Wheat (1979). Rive du lac Warner depuis Weide (1975), rive et débordement du lac Alvord depuis Hemphill-Haley (1987) et rive et débordement du lac Coyote depuis Lindberg et Hemphill-Haley (1988). Les rives du Pléistocène antérieur à la fin de Reheis et autres (1993), Reheis et Morrison (1997) et Reheis et autres (sous presse), à ​​l'exception du lac Wellington (Stewart et Dohrenwend, 1984). Voir Reheis et al. (1993 sous presse) pour des informations sur les localités de gisements lacustres.

Hemphill-Haley, M. A., 1987, Stratigraphie quaternaire et failles de l'Holocène supérieur le long de la base de l'escarpement oriental de Steens Mountain, sud-est de l'Oregon : M.S. thèse, Arcata, Humboldt State University, 84 p.

Lindberg, D.N., et Hemphill-Haley, M.A., 1988, Histoire pluviale du Pléistocène tardif du bassin d'Alvord, Harney Co., Oregon [résumé] : Northwest Science, v. 62, no. 2, p. 81.

Mifflin, M. D., et Wheat, M. M., 1979, Lacs pluviaux et climats pluviaux estimés du Nevada : Nevada Bureau of Mines and Geology Bulletin 94, 57 p.

Reheis, MC, et Morrison, RB, 1997, Hauts et anciens lacs pluviaux de l'ouest du Nevada, dans Link, PK, et Kowallis, BJ, eds., Protérozoïque à stratigraphie récente, tectonique et volcanologie, Utah, Nevada, sud de l'Idaho et centre du Mexique : Provo, Brigham Young University Geology Studies, v. 1, p.459-492.

Reheis, MC, Sarna-Wojcicki, AM, Reynolds, RL, Repenning, CA, et Mifflin, MD, sous presse, lacs du Pliocène au Pléistocène moyen dans le Grand Bassin occidental : âges et connexions, dans Hershler, R., Currey, D ., et Madsen, D., éd., Histoire des systèmes aquatiques du Grand Bassin : Washington DC, Smithsonian Institution.

Reheis, M.C., Slate, J.L., Sarna-Wojcicki, A.M. et Meyer, C.E., 1993, A late Pliocene to middle Pleistocene pluvial lake in Fish Lake Valley, Nevada and California: Geological Society of American Bulletin, v. 105, p. 959-967.

Stewart, J. H., et Dohrenwend, J. C., 1984, Carte géologique du quadrilatère de Wellington, Nevada : U.S. Geological Survey Open file Report 84-211, échelle 1:62 500.

Weide, D. L., 1975, Géomorphologie postglaciaire et environnements de la région de Warner Valley Hart Mountain, Oregon : Ph.D. thèse, Los Angeles, Université de Californie, 293 p.

Qui a produit l'ensemble de données ?

    (peut inclure des auteurs formels, des compilateurs numériques et des éditeurs)

Marith Reheis
Commission géologique des États-Unis
Centre fédéral de Denver
Denver, CO 80225-0046
États Unis

303-236-1270 (voix)
303-236-5349 (TÉLÉCOPIE)
[email protected]

Pourquoi l'ensemble de données a-t-il été créé ?

Comment l'ensemble de données a été créée?

Date : 1998 (modification 1 sur 4) Fusion des MNT appropriés à l'échelle 1:250 000 de 3 arc-secondes pour couvrir la zone d'étude et exécution d'un algorithme de lissage simple sur la grille pour supprimer les rayures et autres artefacts indésirables inhérents aux données.

Date : 1999 (modification 2 sur 4) Lignes de contour créées en exécutant la commande ARC/INFO 'LATTICECONTOUR' sur la grille d'élévation pour des contours d'élévation spécifiques.

Date : 1999 (modification 3 sur 4) Utilisation de la commande ARC/INFO 'GENERALISE' pour lisser les lignes de contour nouvellement créées.

Date : 1999 (modification 4 sur 4) Création de polygones de lac en sélectionnant les courbes de niveau correspondant aux élévations observées ou inférées des rives du lac et les a construites sous forme de polygones. Attribué à chaque polygone de lac le nom du lac (élément « LAKENAME ») et défini l'élément « FLAG » sur 1 pour chaque polygone qui correspond à une zone lacustre du Pléistocène tardif. Réglez la valeur de l'élément 'ELEVATION' sur la valeur du contour d'élévation.

Dans quelle mesure les données sont-elles fiables, quels problèmes subsistent dans l'ensemble de données ?

Les attributs au sein de cet ensemble de données se composent uniquement des noms des lacs ou des drapeaux (0|1) pour la présence/l'absence d'un lac dans un polygone particulier. L'exhaustivité des tables attributaires a été vérifiée (c.

Les emplacements des rives du lac sont délimités à l'aide de courbes de niveau dérivées des données de source DEM avec une résolution de cellule de grille de 3 secondes d'arc (nominalement 90 mètres). La précision horizontale des données DEM dépend de l'espacement horizontal de la matrice d'élévation. Dans un MNT standard, la plupart des caractéristiques de terrain sont généralisées en étant réduites à des nœuds de grille espacés à des intersections régulières dans le plan horizontal. Cette généralisation réduit la capacité de récupérer des positions de caractéristiques spécifiques inférieures à l'espacement interne lors des tests et entraîne de facto un filtrage ou un lissage de la surface lors du maillage. L'objectif général de production DMA pour un DTED-1 à 1 degré est de satisfaire une précision horizontale absolue (entité à référence) de 130 m, erreur circulaire avec une probabilité de 90 %. La précision horizontale relative (élément à élément sur la surface du modèle d'élévation), bien que non spécifiée, sera dans de nombreux cas conforme aux éléments hypsographiques réels avec une intégrité plus élevée que celle indiquée par la précision absolue.

Les élévations du lac ont été dérivées des données de source DEM avec une résolution de cellule de grille de 3 secondes d'arc (nominalement 90 mètres). La précision verticale des données DEM dépend de la résolution spatiale (espacement horizontal de la grille), de la qualité des données sources, des procédures de collecte et de traitement et des systèmes de numérisation. Dans un MNT standard, la plupart des caractéristiques de terrain sont généralisées en étant réduites à des nœuds de grille espacés à des intersections régulières dans le plan horizontal. Cette généralisation réduit la capacité de récupérer des positions de caractéristiques spécifiques inférieures à l'espacement interne lors des tests et entraîne de facto un filtrage ou un lissage de la surface lors du maillage. L'objectif général de production DMA pour un DTED-1 à 1 degré est de satisfaire une précision verticale absolue (caractéristique au niveau moyen de la mer) de + ou - 30 m d'erreur linéaire avec une probabilité de 90 %. La précision verticale relative (élément à élément sur la surface du modèle d'élévation), bien que non spécifiée, sera dans de nombreux cas conforme aux éléments hypsographiques réels avec une intégrité plus élevée que celle indiquée par la précision absolue.

Les zones lacustres du Pléistocène supérieur sont indiquées pour tous les lacs pluviaux de la zone de la carte qui s'étendent jusqu'au Nevada ou font partie du bassin hydrographique du Lahontan. Cependant, des zones plus vastes, antérieures au Pléistocène supérieur, ne sont indiquées que pour les bassins lacustres qui ont été visités sur le terrain par l'auteur. L'étendue des lacs pluviaux plus anciens dans les bassins lacustres non visités est inconnue.

Les superficies des lacs (Pléistocène supérieur et maximum) sont basées sur les altitudes du rivage mesurées aux localités de terrain indiquées sur la carte et décrites en détail dans Reheis et Morrison (1997) et Reheis et al. (sous presse). Les superficies des lacs ont été tracées à l'aide des courbes de niveau des altitudes de la surface des lacs générées par les MNT. La superficie supplémentaire présumée des lacs est approximativement délimitée sur la base du jugement de l'auteur et est la moins précise. Les éléments de la carte ont été visuellement vérifiés pour les dépassements, les sous-dépassements, les entités en double et d'autres erreurs.

Comment quelqu'un peut-il obtenir une copie de l'ensemble de données ?

Enquête géologique des États-Unis
Services d'information de l'USGS
Denver, CO 80225-0046
États Unis

1-888-ASK-USGS (voix)

    Disponibilité sous forme non numérique :

Disponible sous forme d'une feuille imprimée - commandez auprès de l'USGS à l'adresse indiquée ci-dessus ou consultez <http://mapping.usgs.gov/esic/order_forms/map_order.html> pour plus d'informations sur la commande.

Format des données : Exportation Arc/Info (.e00), fichier de formes ArcView (.shp)
Liens réseau : <https://pubs.usgs.gov/mf/1999/mf-2323/>

Qui a écrit les métadonnées ?

Commission géologique des États-Unis
c/o Paco VanSistine
Spécialiste SIG
Centre fédéral de Denver
Denver, CO 80225-0046
États Unis

303-236-4610 (voix)
[email protected]

Généré par député version 2.4.22 le mer. 21 juil. 16:25:10 1999


Modèles numériques d'élévation pour l'étude pilote Seaside, Oregon

Il n'existe actuellement pas de lignes directrices de la Federal Insurance Rate Map (FIRM) de la Federal Emergency Management Agency (FEMA) pour la conduite et l'intégration d'évaluations des risques de tsunami qui reflètent les progrès substantiels de la recherche sur les tsunamis réalisés au cours des deux dernières décennies (Tsunami Pilot Study Working Group, 2006). Par conséquent, dans le cadre du programme de modernisation de la FEMA, une étude pilote sur les tsunamis a été menée dans la région de Seaside/Gearhart, en Oregon, pour fournir des informations à partir desquelles des directives de cartographie des tsunamis pourraient être élaborées. Cette zone a été choisie parce qu'elle est typique des communautés côtières de la partie de la côte du Pacifique allant du cap Mendocino au détroit de Juan de Fuca. Les agences étatiques et les parties prenantes locales ont également manifesté un intérêt considérable pour la cartographie de la menace du tsunami dans cette région. L'étude était le fruit d'un effort interinstitutions de scientifiques du US Geological Survey, de la National Oceanic and Atmospheric Administration, de l'Université de Californie du Sud et de la Middle East Technical University. Nous présentons les données SIG de ce rapport dans cette publication.

Ces données sont destinées aux chercheurs scientifiques, aux étudiants, aux décideurs et au grand public. Les données peuvent être utilisées avec un logiciel de systèmes d'information géographique (SIG) pour afficher des informations géologiques et océanographiques. Information supplémentaire: Les ensembles de données se composent de 3 grilles raster ASCII couvrant la région côtière de Seaside, de l'Oregon, de l'Oregon-Washington et du nord-ouest du Pacifique, avec des résolutions de 1/3 de seconde d'arc, 6 secondes d'arc et 36 secondes d'arc. La grille 1/3 d'arc-seconde est constituée de valeurs bathymétriques et topographiques. Les grilles de résolution inférieure sont constituées de valeurs représentant uniquement la bathymétrie. Time_Period_of_Content : Time_Period_Information : Date/Heure unique : Date_Calendrier : 2006 Currentness_Reference : date de publication Statut: Le progrès: Compléter Maintenance_and_Update_Frequency : Aucun prévu Domaine spatial: Bounding_Coordinates : West_Bounding_Coordinate : -124.040000 East_Bounding_Coordinate : -123.889898 North_Bounding_Coordinate : 46.079862 South_Bounding_Coordinate : 45.900000 Mots clés: Thème: Thesaurus_Keyword_Thesaurus : rien Theme_Keyword : Modèle d'élévation numérique Theme_Keyword : grille raster ascii Theme_Keyword : bathymétrie Theme_Keyword : topographie Theme_Keyword : DEM Endroit: Place_Keyword_Thesaurus : Système d'information sur les noms géographiques Lieu_Mot-clé : Bord de mer, Oregon Lieu_Mot-clé : Gearhart, Oregon Lieu_Mot-clé : Oregon Lieu_Mot-clé : Washington Lieu_Mot-clé : Colombie britannique Lieu_Mot-clé : Etats-Unis Lieu_Mot-clé : Canada Temporel: Temporal_Keyword_Thesaurus : rien Mot-clé_temporel : 2004 Access_Constraints : Rien. Use_Constraints : Ces données ont été créées dans le seul but de l'étude pilote Seaside, Oregon, Tsunami. Il n'est pas destiné aux moyens de navigation. La National Oceanic and Atmospheric Administration n'offre aucune garantie expresse ou implicite concernant l'exactitude de ces données.


Les DEM sont dérivés du lidar source et des lignes de rupture 3D créées à partir du lidar. La précision horizontale n'est pas effectuée sur les MNT ou les lignes de rupture.

Seuls les points de contrôle photo-identifiables dans l'imagerie d'intensité peuvent être utilisés pour tester la précision horizontale du lidar. Les points de contrôle photo-identifiables dans l'imagerie d'intensité comprennent généralement des points de contrôle situés aux extrémités des bandes de peinture sur des surfaces en béton ou en asphalte ou des points de contrôle situés à des angles à 90 degrés de réflectivité différente, par ex. un coin de trottoir attenant à une surface gazonnée. Les coordonnées xy des points de contrôle, telles que définies dans l'imagerie d'intensité, sont comparées aux coordonnées xy relevées pour chaque point de contrôle photo-identifiable. Ces différences sont utilisées pour calculer la précision horizontale testée du lidar. Comme tous les projets ne contiennent pas de points de contrôle photo-identifiables, la précision horizontale du lidar ne peut pas toujours être testée. Les DEM sont dérivés du lidar source et des lignes de rupture 3D créées à partir du lidar. La précision horizontale n'est pas effectuée sur les MNT ou les lignes de rupture. Les fournisseurs de lidar calibrent leurs systèmes lidar lors de l'installation du système, puis à nouveau pour chaque projet acquis. Les étalonnages typiques incluent des vols croisés qui capturent des caractéristiques dans plusieurs directions qui permettent d'effectuer des ajustements afin que les caractéristiques capturées soient cohérentes entre toutes les bandes et les vols croisés dans toutes les directions.

Cet ensemble de données a été produit pour répondre aux normes de précision de position ASPRS pour les données géospatiales numériques (2014) pour une classe de précision horizontale RMSEx/RMSEy de 41 cm, ce qui équivaut à une précision horizontale de position = +/- 1 mètre à un niveau de confiance de 95 %. Trois (3) points de contrôle étaient photo-identifiables mais ne produisent pas de valeur de précision horizontale testée statistiquement significative. En utilisant ce petit échantillon de points de contrôle photo-identifiables, la précision de la position de cet ensemble de données s'est avérée être RMSEx = 7,9 cm et RMSEy = 9,7 cm, ce qui équivaut à +/- 21,6 cm à un niveau de confiance de 95 %. Bien qu'ils ne soient pas statistiquement significatifs, les résultats du petit échantillon de points de contrôle se situent dans les limites produites pour répondre à la précision horizontale.

Les DEM sont dérivés du lidar source et des lignes de rupture 3D créées à partir du lidar. Les DEM sont créés à l'aide de méthodes contrôlées et testées pour limiter la quantité d'erreurs introduites lors de la production de DEM afin que toute différence identifiée entre le lidar source et les DEM finaux puisse être attribuée à des différences d'interpolation. Les DEM sont créés en faisant la moyenne de plusieurs points lidar dans chaque pixel, ce qui peut entraîner des valeurs d'altitude légèrement différentes à un emplacement donné par rapport au LAS source, qui est testé en comparant les points de contrôle de l'enquête à un réseau irrégulier triangulé (TIN) créé à partir du points de masse lidar. Les TIN ne font pas la moyenne de plusieurs points lidar ensemble, mais interpolent (linéairement) entre deux ou trois points pour dériver une valeur d'altitude.

La précision verticale des DEM finaux en terre nue a été testée par Dewberry avec 212 points de contrôle indépendants. Les mêmes points de contrôle qui ont été utilisés pour tester les données lidar sources ont été utilisés pour valider la précision verticale des produits DEM finaux. Les points de contrôle de l'enquête sont répartis uniformément dans toute la zone du projet et sont situés dans des zones de terrain non végétalisé, y compris la terre nue, les terrains ouverts et les terrains urbains (127) et les terrains végétalisés, y compris la forêt, les broussailles, les hautes herbes, les cultures et hautes herbes (85). La précision verticale est testée en extrayant l'élévation du pixel qui contient les coordonnées x/y du point de contrôle et en comparant ces élévations DEM aux élévations relevées.

Tous les points de contrôle situés sur un terrain non végétalisé ont été utilisés pour calculer la précision verticale non végétalisée (NVA). Les spécifications du projet nécessitaient une NVA de 19,6 cm au niveau de confiance de 95 % basé sur le RMSez (10 cm) x 1,9600. Tous les points de contrôle situés en terrain végétalisé ont été utilisés pour calculer la précision verticale végétalisée (VVA). Les spécifications du projet nécessitaient une VVA de 29,4 cm sur la base du 95e centile. Cet ensemble de données DEM a été testé pour répondre aux normes de précision de position ASPRS pour les données géospatiales numériques (2014) pour une classe de précision verticale RMSEz de 10 cm. La précision réelle de la NVA s'est avérée être RMSEz = 9,4 cm, ce qui équivaut à +/- 18,5 cm à un niveau de confiance de 95 %. Cet ensemble de données DEM a été testé pour répondre aux normes de précision de position ASPRS pour les données géospatiales numériques (2014) pour une classe de précision verticale RMSEz de 10 cm. La précision réelle de la VVA s'est avérée être de +/- 23,1 cm au 95e centile.

Les valeurs aberrantes de 5 % consistaient en 5 points de contrôle plus grands que le 95e centile. Ces points de contrôle ont des valeurs DZ comprises entre -33,6 cm et 54,1 cm.

Une évaluation qualitative visuelle a été effectuée pour assurer l'exhaustivité des données et des carreaux complets. Il y a des vides connus dans cet ensemble de données qui ont été acceptés par l'USGS. Ces vides sont dus à une couverture nuageuse persistante qui a empêché l'acquisition d'une zone dans la partie sud-est du continent avec des données lidar. Un fichier de formes définissant l'étendue complète du vide est inclus dans les livrables.


Développement du modèle de relief côtier NCEI 3 Arc-Second

90 m) de résolution et d'enregistrement en tant que MNT USGS à 3 secondes d'arc et épissage des deux ensembles de données sur le rivage vectoriel à résolution moyenne NOS. Le composant principal de la base de données est constitué de grilles d'élévation à 3 secondes d'arc, de zones à 1° de longitude par 1° de latitude, dans lesquelles les élévations sont résolues à 1/10 de mètre. La base de données comprend également des grilles contenant le nombre de sondages délimités par chaque cellule dans les zones extracôtières des grilles d'élévation des grilles de rayon, qui sont équivalentes en taille et en résolution aux grilles d'élévation et de densité de données, et indiquent la distance à la cellule la plus proche dans les grilles de densité de données qui comprennent un sondage et des images des grilles d'altitude et de densité de sondage.

Des grilles qui intègrent les élévations des terres et des fonds marins sont nécessaires aux planificateurs utilisant le logiciel LIS/GIS pour gérer la zone côtière américaine, qui englobe les États côtiers jusqu'à la limite au large des 200 milles du pays. Les Centres nationaux d'information environnementale répondent à ce besoin en assemblant une base de données maillée qui fusionne les DEM à 3 secondes d'arc de l'US Geological Survey avec une vaste compilation de sondages hydrographiques collectés par le National Ocean Service et diverses institutions universitaires. Le composant principal de la base de données est constitué de grilles d'élévation à 3 secondes d'arc, de zones à 1° de longitude par 1° de latitude, dans lesquelles les élévations sont résolues à 1/10 de mètre. La base de données comprend également des grilles contenant le nombre de sondages inclus par chaque cellule dans les zones extracôtières des grilles d'élévation, et des images des grilles d'élévation et de densité de sondage. Ces derniers sont dans des formats graphiques courants qui peuvent être affichés par une gamme de logiciels basés sur UNIX et d'ordinateurs personnels. Cet article décrit comment la base de données est construite et le nouveau logiciel qui accompagne les grilles sur CD-ROM. Le logiciel permet à l'utilisateur de parcourir le CD-ROM, d'afficher des images de grille et de modifier les grilles pour les importer dans les applications SIG/LIS.

introduction

Alors que les objectifs des levés d'élévation terrestres et marins sont similaires (par exemple, la défense nationale, la recherche de voies de passage, l'exploration des ressources, les applications d'ingénierie, etc.), les levés sont effectués indépendamment les uns des autres et s'arrêtent mutuellement au rivage. Malgré cette division, l'intégration des résultats des deux types d'enquêtes présente un intérêt croissant. La croissance démographique aux États-Unis a été la plus rapide dans les États côtiers où se trouvent bon nombre des plus grandes villes du pays et des plages de loisirs les plus populaires. Cette croissance s'est accompagnée d'une variété de nouvelles pressions environnementales telles que le développement excessif des plages et des zones humides, la contamination des estuaires, l'augmentation des coûts économiques associés aux dommages causés par les tempêtes et aux inondations, le dragage, l'exploration/production de pétrole et de gaz et la surpêche pour ne citer qu'un peu.

Ces pressions environnementales incitent les agences gouvernementales fédérales, étatiques et locales à être de plus en plus proactives pour maintenir l'environnement robuste et attrayant de la zone côtière américaine - définie ici comme s'étendant des États côtiers jusqu'à la limite des 200 milles au large du pays. Ces agences tentent de gérer la croissance au sein de la zone côtière et son utilisation par divers moyens, l'un des plus importants étant les systèmes d'information géographique et terrestre. Les planificateurs côtiers utilisent ces systèmes pour planifier l'aménagement futur des terres, atténuer la pollution, se préparer aux urgences dues aux risques naturels, surveiller les changements environnementaux dans la zone côtière au fil du temps et évaluer les ressources offshore.

Une base de données fondamentale pour de telles applications SIG/LIS est constituée des élévations maillées, sur lesquelles des cartes numériques des rivières, des infrastructures et d'autres informations géographiques peuvent être superposées. Alors que les modèles numériques d'élévation (DEM) des États côtiers sont disponibles via l'US Geological Survey (USGS), jusqu'à présent, il n'existait aucun produit comparable pour les élévations au large des côtes, à l'exception des grilles personnalisées générées par des enquêteurs individuels. Le National Geophysical Data Center tire parti à la fois d'une vaste base de données hydrographiques nationale et de la maturation de logiciels pour la construction, la gestion, la visualisation et l'accès aux données géophysiques maillées, pour assembler une nouvelle base de données maillée des élévations des zones côtières qui complète et améliore l'USGS DEM à 3 secondes d'arc. Cette base de données, qui fusionne les sondages hydrographiques avec les DEM USGS/NIMA dans un format de grille commun, fournira la première vue complète de la zone côtière américaine qui s'étend des États côtiers à travers le littoral jusqu'à des profondeurs d'eau aussi profondes que les données hydrographiques. soutiendra une vue continue du fond marin.

La base de données maillée englobera la zone côtière des États-Unis continentaux, de l'Alaska, d'Hawaï et de Porto Rico. La zone côtière américaine est quadrillée en sections en raison de l'immense volume de données impliquées dans ce projet. Dans cet article, nous décrivons comment la base de données est constituée. Nous décrivons également le nouveau logiciel que nous avons développé pour accéder à la base de données, ce qui facilite grandement la sélection et la préparation d'une grille d'élévation pour l'importation dans les applications SIG/LIS.

Les élévations des terres dans le jeu de données maillées proviennent du United States Geological Survey/National Image Mapping Agency (USGS/NIMA) 1:250 000 ou 1° DEMs des États. Une description des DEM USGS/NIMA et de la manière dont ils ont été dérivés est accessible sur le World Wide Web à l'adresse http://edcwww.cr.usgs.gov/glis/hyper/guide/1_dgr_dem. Cependant, nous nous concentrons sur les sondages bathymétriques qui sont utilisés dans la construction des régions extracôtières des grilles.

Les sondages pour chaque volume de la série de modèles du relief côtier sont compilés à partir d'études hydrographiques menées par le National Ocean Service (NOS) et par diverses institutions universitaires. Les levés ont été effectués à l'aide de diverses méthodes de sondage, notamment des sondages en ligne (de la fin des années 1800 aux années 1930), un échosondeur à faisceau unique (années 1930 - années 1990) et un sonar multifaisceaux (années 1980 à nos jours). Les systèmes de sonar utilisaient une large gamme de fréquences avec des largeurs de faisceau variables.

Un large éventail de méthodes de navigation est également associé aux enquêtes. La navigation visuelle (fixation par sextant à trois points d'objets sur le rivage) était la méthode la plus courante de positionnement (navigation) jusqu'aux années 1930 et a continué à être utilisée pour le positionnement côtier jusqu'aux années 1980. Les ondes radio ont été utilisées pour la première fois pour le positionnement en mer dans les années 1930 et le positionnement électronique a évolué au fil des ans pour devenir plus précis et fiable jusqu'à ce qu'il soit remplacé par le GPS au milieu des années 1990.

Les techniques de sondage et de navigation ont évolué au cours des plus de 100 ans de collecte de données hydrographiques du NOS. En conséquence, les normes de précision horizontale et verticale requises pour les données résultantes ont également changé au fil du temps (tableau 1). Le GPS différentiel a considérablement amélioré le niveau de précision des données d'enquête les plus récentes. Les relevés NOS sont tracés à des échelles cartographiques allant de 1:5 000 pour les ports et les canaux à 1:80 000 pour les relevés en haute mer, l'échelle 1:20 000 étant la plus couramment utilisée.

Alors que les sondages NOS collectés depuis 1965 ont été enregistrés numériquement, ceux collectés avant cette date ont été enregistrés manuellement puis utilisés pour créer des cartes bathymétriques dessinées à la main. Environ 1 550 de ces cartes bathymétriques dessinées à la main ont été numérisées et assimilées dans la base de données hydrographiques NOS et, par la suite, ont été utilisées pour construire les nombreux volumes de l'ensemble de données maillées.

Assemblage de grille

Le maillage des sondages NOS et NECOR est réalisé à l'aide d'une combinaison d'algorithmes de l'outil de cartographie générique (Wessel et Smith, 1995), de commandes UNIX et de programmes développés au NCEI spécifiquement pour fusionner la bathymétrie maillée avec les DEM de l'USGS. Les programmes sont liés entre eux dans une seule commande de script Perl de sorte que de grands volumes de données bathymétriques numériques peuvent être maillées avec une assistance minimale d'un opérateur. La commande de script est également suffisamment polyvalente pour pouvoir être utilisée pour mettre à jour des grilles individuelles à mesure que de nouvelles données deviennent disponibles.

Chaque grille produite par le script englobe une zone d'un degré de latitude par un degré de longitude. La résolution horizontale des cellules de la grille est identique à celle des DEM USGS/NIMA 3 secondes d'arc, qui est nominalement de 90 mètres. La résolution verticale des cellules de la grille, en revanche, est bimodale. Les élévations de grille des zones côtières de la zone côtière sont tirées directement des DEM USGS/NIMA, qui sont résolus à un mètre. Mais dans les zones extracôtières, les élévations de la grille sont résolues à un dixième de mètre.

Cette résolution plus élevée a été choisie à la demande des utilisateurs actuels de la base de données hydrographiques NOS qui ont constaté que le niveau de détail plus élevé n'est pas seulement soutenu par les données de sondage, mais révèle des informations morphologiques précieuses dans les zones côtières et les estuaires. Pour tenir compte de ces deux résolutions verticales, l'unité d'élévation dans les grilles est un dixième de mètre. La figure 1 est un organigramme de la procédure utilisée pour produire les grilles. Il schématise les entrées du script Perl et les différentes étapes du processus de maillage effectué par le script. Ces entrées et étapes de maillage sont décrites dans les sections qui suivent.

Cinq jeux de données d'entrée doivent être assemblés pour chaque région de la zone côtière américaine à quadriller (Fig. 1). La première de ces entrées est la compilation de tous les DEM USGS/NIMA dans la région. Les DEM USGS sont acquis à distance via ftp à partir de http://edcftp.cr.usgs.gov. Les DEM sont ensuite convertis de leur format USGS ASCII en une grille matricielle binaire à l'aide d'un programme appelé GS3 (écrit au NCEI). La dernière étape consiste à convertir cette grille raster binaire en une grille GMT à l'aide de la commande GMT grdraster. Le deuxième jeu de données d'entrée est le rivage vectoriel NOS à moyenne résolution (1:80 000). Le rivage vectoriel est référencé dans une grille de résolution de 3 secondes d'arc de la région 1° x 1°. Le rivage est ensuite tramé en marquant les cellules de la grille qui englobent les points vectoriels du rivage ainsi que les cellules qui tombent le long des lignes droites reliant les points.

Le troisième jeu de données d'entrée est une liste ASCII contenant les longitudes et latitudes d'un nombre arbitraire de points situés dans la zone extracôtière de la région à quadriller. Ces points sont des emplacements « graines », qui sont utilisés avec le rivage tramé pour créer une grille binaire dans laquelle les zones terrestres ont une valeur et les zones océaniques une autre. Ce masque terre-mer et son rôle dans le processus de maillage sont décrits en détail ci-dessous.

Le quatrième jeu de données d'entrée est une compilation de tous les sondages bathymétriques numériques collectés dans la région à quadriller. Ces sondages proviennent de trois sources de données : (i) le CD-ROM des sondages hydrographiques NOS, (ii) la base de données multifaisceaux NCEI et (iii) les sondages NOS récemment numérisés qui n'ont pas encore été publiés sur CD-ROM. Le CD-ROM de la base de données hydrographique NOS contient des données multifaisceaux NOS, mais seuls cinq des seize faisceaux possibles dans un levé sont inclus dans cet ensemble de données. La base de données multifaisceaux contient non seulement les levés multifaisceaux NOS en pleine résolution (c'est-à-dire les 16 faisceaux), mais aussi les levés NECOR en pleine résolution archivés au NCEI. Ainsi, toute la bathymétrie multifaisceaux du maillage provient de cette seconde base de données.

Les sondages sont extraits des trois ensembles de données à l'aide des composants logiciels de recherche et de téléchargement du système NCEI GEODAS (Sharman et al., 1998). Avant le maillage, au fur et à mesure que les levés sont assimilés dans la base de données hydrographiques NOS, les sondages de chaque levé sont vérifiés manuellement par rapport aux sondages des levés adjacents et se chevauchant pour assurer la cohérence de la profondeur. À l'avenir, les sondages seront également tous corrigés au même datum vertical et horizontal (ce problème n'a pas été abordé lors de la construction de cette première version de la base de données maillée). Actuellement, les sondages utilisés pour créer les grilles de la côte Est sont référencés à deux systèmes de référence verticaux et divers systèmes de référence horizontaux. Les systèmes de référence verticaux sont les basses eaux moyennes (89 % des relevés) et les basses eaux moyennes inférieures (11 %) des relevés). Les principaux référentiels horizontaux utilisés étaient l'ellipsoïde NAD27 pour les sondages effectués jusqu'en 1987-88 et l'ellipsoïde NAD83 pour les sondages effectués depuis. Malgré leur manque d'uniformité, les différents référentiels horizontaux et verticaux n'altèrent pas significativement la précision des grilles de la côte Est. En effet, il y a peu de différence d'altitude entre les basses eaux moyennes et les basses eaux moyennes inférieures dans la région de la grille, et les différences horizontales entre les ellipsoïdes sont inférieures à la résolution horizontale des cellules dans les grilles (c'est-à-dire < 90 m).

Après avoir fait l'objet d'un contrôle de qualité, tous les sondages sont entrés dans un seul fichier de sondage maître. Ce fichier est une liste ASCII de longitude, latitude et profondeur de sondage. Le cinquième et dernier jeu de données est une liste de toutes les zones 1° x 1° de longitude et de latitude dans la région de maillage qui contiennent des données bathymétriques.

Méthodologie de maillage et résultats

Le maillage réel commence en entrant dans la commande de script Perl les chemins des répertoires vers les cinq ensembles de données ci-dessus et les limites de la région de maillage (Fig. 1).Le premier jeu de données d'entrée utilisé par le script Perl est la liste des zones 1° x 1° qui contiennent des données bathymétriques. En utilisant cette liste comme référence, chaque zone de 1° x 1° dans la région de maillage est classée dans l'un des trois types de grille : topographie terrestre uniquement, bathymétrie du fond marin uniquement ou topographie et bathymétrie. Chaque zone subit ensuite une séquence de traitement particulière en fonction de sa classification.

La séquence la plus simple est celle pour construire des grilles des zones de topographie terrestre uniquement. En fait, les grilles de topographie uniquement sont simplement les DEM USGS/NIMA convertis dans un format interne.

La séquence utilisée pour construire les grilles bathymétriques du fond marin est légèrement plus complexe. Dans cette séquence, deux grilles pour chaque zone 1° x 1° sont produites. Le premier d'entre eux est la grille d'élévation uniquement bathymétrique. Un script Perl appelé trimXYZ est utilisé pour extraire du fichier de sondage principal tous les sondages dans une zone initiale de 1,2° x 1,2° (par exemple, 67,9° - 69,1° W lon. par 37,9° - 39,1° N lat.), qui est centré sur la zone 1° x 1° (68° - 69° W lon. par 38° - 39° N lat.). Les sondages sélectionnés sont entrés dans la surface du programme GMT (Smith et Wessel, 1990) pour créer une grille de cette plus grande. La grille finale 1° x 1° est ensuite extraite de cette plus grande grille à l'aide du programme GMT grdcut. Le but de ce processus de quadrillage d'une zone plus grande, puis de rognage de la grille à la taille est de s'assurer que les élévations le long des limites des grilles adjacentes sont identiques. (Voir la figure 2A).

La deuxième grille produite pour les zones uniquement bathymétriques est une grille de densité de sondage (Fig. 2B). Cette grille a les mêmes dimensions que la grille bathymétrique, mais contient à la place le nombre de sondages dans chaque cellule de la grille bathymétrique. Ainsi, la grille de densité de sondage fournit les emplacements, la couverture spatiale et le nombre de sondages sur lesquels sont dérivées les profondeurs des grilles bathymétriques. Il constitue également une excellente référence pour la planification de futurs levés bathymétriques, à la fois pour collecter de nouveaux sondages là où les données manquent, et pour documenter les changements potentiels dans les zones où des sondages ont déjà été collectés.

La grille de densité de sondage est créée à l'aide du programme NGDC (maintenant NCEI) grdDataLoc, qui lit tous les sondages dans le fichier de données créé par trimXYZ, détermine la cellule de grille dans laquelle se situe chaque sondage, puis incrémente la valeur de cette grille cellule. Ainsi, les cellules contenant par exemple trois sondages ont une valeur de trois, tandis que celles sans sondages ont une valeur de zéro.

Une étape supplémentaire pour construire les grilles uniquement bathymétriques est effectuée pour les grilles qui englobent la limite vers la mer des levés hydrographiques/bathymétriques. Pour éviter une extrapolation insignifiante de la bathymétrie dans les eaux non étudiées, une limite arbitraire est placée sur le nombre de cellules de grille que le processus de maillage projette des profondeurs au-delà d'un emplacement de sondage. Sur la base d'une évaluation par essais et erreurs de la distance maximale d'extrapolation qui préserve les tendances morphologiques des données de sondage, une valeur de 110 cellules de grille a été choisie.

La séquence de maillage pour les zones englobant à la fois la terre et la mer est la plus complexe. Encore une fois, une grille d'élévation et une grille de densité de sondage sont produites pour chaque zone de 1° x 1°. La procédure de base pour créer ces grilles est la suivante :

    Le rivage rastérisé, les emplacements des "graines" de l'océan et la zone 1° x 1° sont entrés dans le programme NGDC (maintenant NCEI) grdSeaMask pour générer une grille binaire de zones terrestres et océaniques. Le programme crée la grille en marquant d'abord les cellules de la grille contenant les emplacements de départ en tant que zone océanique et celles contenant le rivage rastérisé en tant que zone terrestre. La zone océanique est ensuite cartographiée en marquant toutes les cellules de la grille qui sont contiguës aux cellules d'emplacement des graines, mais qui ne font pas partie du rivage rastérisé. Lorsque la cartographie est terminée, toutes les cellules de la grille qui n'ont pas été signalées comme zone océanique sont signalées comme zone terrestre et le masque terre-mer est terminé.

Les grilles finales de densité de sondage et d'élévation sont stockées dans un format interne conçu pour minimiser la taille des grilles et les rendre compatibles pour une utilisation avec le logiciel de visualisation décrit ci-dessous. Le format de grille NGDC (maintenant NCEI) se compose d'un en-tête de 128 octets suivi des valeurs de grille, qui sont stockées dans des rangées allant de gauche à droite et qui sont disposées de haut en bas (c'est-à-dire que l'origine de la grille est le coin supérieur gauche coin). L'en-tête contient 32 descripteurs de 4 octets de la grille, qui apparaissent dans l'ordre suivant : numéro de version, longueur d'en-tête, type de données (grille d'altitude, grille de densité de données, etc.), degrés de latitude la plus au nord, minutes de latitude la plus au nord, secondes de latitude la plus au nord, dimension de latitude de la cellule de grille (en secondes d'arc), nombre de cellules par ligne de grille, degrés de longitude la plus à l'ouest, minutes de longitude la plus à l'ouest, secondes de longitude la plus à l'ouest, dimension de longitude de la cellule de grille (en secondes d'arc) , nombre de cellules par colonne de grille, élévation de grille minimale, élévation de grille maximale, rayon de grille, précision d'élévation (mètres ou dixièmes de mètres), valeur de cellule de grille vide (par exemple, NaN), type de valeur (comment les données sont stockées, c'est-à-dire virgule flottante, entier de 2 octets, etc.), la donnée d'eau (niveau moyen de la mer ou donnée locale), la limite de données (valeur maximale calculée dans la cellule de la grille) et 11 champs inutilisés.

Images de grille et grilles de rayon

En même temps que les grilles sont converties au format NCEI, deux autres types de données sont également générés. Le premier d'entre eux est une image JPEG en relief ombré de chaque grille d'élévation (Fig. 2A). Une image GIF de taille équivalente est constituée de chaque grille de densité de sondage dans laquelle le nombre de sondages dans chaque cellule de la grille est codé par couleur (Fig. 2B). Les deux types d'images fournissent des figures toutes faites des grilles dans des formats graphiques informatiques couramment utilisés. Par conséquent, les images peuvent être facilement visualisées à l'aide d'une gamme de logiciels UNIX et d'ordinateurs personnels. Un certain nombre de ces programmes graphiques peuvent également être utilisés pour convertir rapidement les images dans d'autres formats pouvant être directement insérés dans des documents texte.

Le deuxième type de données générées lors de cette étape du traitement sont les grilles de rayon. Ces grilles sont équivalentes en taille et en résolution aux grilles d'altitude et de densité de données, et indiquent la distance jusqu'à la cellule la plus proche dans les grilles de densité de données qui comprend un sondage. Ces distances sont stockées en termes de mailles. Par exemple, si une cellule de la grille de densité de données englobe une zone dans laquelle un ou plusieurs sondages bathymétriques sont situés, la même cellule de la grille de rayon correspondante a une valeur de zéro, ce qui signifie sa distance d'un sondage en termes de grille cellules est nul. Si une cellule de la grille de densité de données n'englobe aucun sondage, alors la cellule correspondante dans la grille de rayon a une valeur équivalente au nombre de cellules de grille entre elle et l'emplacement de sondage le plus proche. La distance maximale à un sondage qui est stockée dans les grilles de rayon est de 110 cellules, la même distance maximale à laquelle la bathymétrie est extrapolée au-delà d'un sondage dans les grilles d'élévation. Un rayon de -1 identifie les cellules qui englobent des zones terrestres. La grille de rayon peut être utilisée pour modifier les distances sur lesquelles les profondeurs sont projetées au-delà des emplacements de sondage dans les grilles d'élévation. (Pour voir comment Grid-Radius est appliqué aux grilles de sortie générées par l'utilisateur, voir les figures 5A et 5B.)


Quelle est la source des rayures horizontales et verticales dans les DEM USGS ? - Systèmes d'information géographique

Pour plus d'informations sur l'ensemble de données sur ce CD-ROM Adirondack Park appelé "dem250k", reportez-vous aux sections de ce document sous le titre "Petite échelle" qui traitent du DEM à 1 degré (30 arc-seconde) ou à l'échelle 1: 250 000 Les données.

Les données ont été téléchargées à partir de l'USGS, fusionnées et découpées à proximité du parc Adirondack et projetées dans ArcInfo GRID à partir de compteurs UTM, zone 18, NAD27 à NAD83.

Les fichiers de données USGS Digital Elevation Model (DEM) sont des représentations numériques d'informations cartographiques sous forme de trame. Les DEM consistent en un ensemble échantillonné d'élévations pour un certain nombre de positions au sol à des intervalles régulièrement espacés. Ces fichiers de données cartographiques/géographiques numériques sont produits par l'US Geological Survey (USGS) dans le cadre du National Mapping Program et sont vendus en 7,5 minutes, 15 minutes, 2 secondes d'arc (également appelées 30 minutes), et unités de 1 degré. Les DEM de 7,5 et 15 minutes sont inclus dans la catégorie à grande échelle, tandis que les DEM à 2 secondes d'arc appartiennent à la catégorie à échelle intermédiaire et les DEM à 1 degré relèvent de la catégorie à petite échelle.

Grande échelle Les données DEM pour les unités de 7,5 minutes correspondent aux séries de cartes topographiques quadrangulaires à l'échelle 1:24 000 et 1:25 000 de l'USGS pour l'ensemble des États-Unis et de ses territoires. Chaque DEM de 7,5 minutes est basé sur un espacement des données de 30 sur 30 mètres avec la projection Universal Transverse Mercator (UTM). Chaque bloc de 7,5 sur 7,5 minutes offre la même couverture que la série de cartes standard USGS de 7,5 minutes.

Les données DEM de l'Alaska de 7,5 minutes correspondent à la série de cartes topographiques quadrillées à l'échelle USGS 1:24 000 et 1:25 000 de l'Alaska par taille d'unité. La taille des unités en Alaska varie en fonction de l'emplacement latitudinal de l'unité. Les données DEM de l'Alaska de 7,5 minutes consistent en un ensemble régulier d'altitudes référencées horizontalement par rapport au système de coordonnées géographiques (latitude/longitude) du système de référence nord-américain de 1927 (NAD 27) ou du système de référence nord-américain de 1983 (NAD 83). L'espacement entre les élévations le long des profils est de 1 seconde d'arc de latitude par 2 secondes d'arc de longitude.

Les données DEM de 15 minutes correspondent à la série de cartes quadrillées topographiques USGS à l'échelle 1:63 360 de l'Alaska par taille d'unité. La taille des unités en Alaska varie en fonction de l'emplacement latitudinal de l'unité. Les données DEM de 15 minutes consistent en un tableau régulier d'élévations référencées horizontalement par rapport au système de coordonnées géographiques (latitude/longitude) du NAD 27. L'espacement entre les élévations le long des profils est de 2 secondes d'arc de latitude par 3 secondes d'arc de longitude.

Échelle intermédiaire Les données DEM de 2 secondes d'arc couvrent des zones de 30 minutes sur 30 minutes qui correspondent à la moitié est ou ouest de la série de cartes topographiques quadrangulaires de 30 x 60 minutes de l'USGS pour les États-Unis et Hawaï voisins. Chaque unité de 2 secondes d'arc est produite et distribuée sous forme de quatre cellules de 15 minutes sur 15 minutes. L'espacement des élévations le long et entre chaque profil est de 2 secondes d'arc.

Petite échelle Le DEM à 1 degré (espacement des données de 3 par 3 secondes d'arc) fournit une couverture en blocs de 1 par 1 degré pour tous les États-Unis contigus, Hawaï et la plupart de l'Alaska. Le modèle d'élévation de base est produit par ou pour la Defense Mapping Agency (DMA), mais est distribué par l'USGS, au format d'enregistrement de données DEM. Lors du reformatage du produit, l'USGS ne modifie pas les informations d'élévation de base. Les DEM à 1 degré sont également appelés données DEM à 3 secondes d'arc ou à l'échelle 1:250 000.

Le centre de données EROS (EDC) a également concaténé les blocs de 1 degré sur 1 pour les États-Unis contigus dans l'environnement du système d'analyse des terres (LAS) en utilisant les données d'élévation des sources photographiques. C'est ce qu'on appelle l'ensemble de données mosaïque DEM à 1 degré. Neuf bandes d'images concaténées constituent l'ensemble de données.

À grande échelle Les données DEM de 7,5 minutes basées sur l'UTM sont disponibles pour la plupart des États-Unis contigus, à Hawaï et à Porto Rico. La disponibilité des données pour les États-Unis contigus peut être visualisée sur une carte de couverture d'état. Les données géographiques DEM de l'Alaska de 15 minutes sont disponibles pour la majeure partie de l'Alaska.

Les données DEM de 7,5 minutes sont disponibles pour des parties de l'Alaska.

Échelle intermédiaire Les données DEM à 2 secondes d'arc sont disponibles pour des parties des États-Unis et d'Hawaï contigus.

Petite échelle Les données DEM à 1 degré sont disponibles pour tous les États-Unis contigus, Hawaï et la plupart de l'Alaska. Les images concaténées (données en mosaïque à 1 degré) ne couvrent que les États-Unis contigus.

Grande échelle Les données DEM de 7,5 minutes sont produites en blocs de 7,5 sur 7,5 minutes soit à partir de superpositions de contours de cartes cartographiques numérisées, soit à partir de photographies numérisées du Programme national de photographie aérienne (NAPP).

Quatre processus ont été utilisés pour générer des données DEM pour des unités de 7,5 minutes. Les trois premiers processus ont été abandonnés :

    Le Gestalt Photo Mapper II (GPM2) est un système photogrammétrique automatisé conçu pour produire des orthophotos, des données de terrain numériques et des contours dans des sous-unités appelées patchs.

Les données DEM de l'Alaska de 15 minutes sont produites pour correspondre au format spatial des courbes de niveau source à l'échelle 1:63 360. Le processus principal utilisé pour la production des MNT de l'Alaska consiste à combiner des données hypsographiques et hydrographiques numérisées à partir de graphiques à l'échelle 1:63 360. Le traitement peut inclure tous les programmes de balayage, de rééchantillonnage et d'interpolation de contour mentionnés précédemment. Si elle est dérivée de superpositions d'hypsographie, la production de données pour cette série est classée selon les spécifications de niveau 2.

Échelle intermédiaire L'USGS utilise deux processus pour collecter les données d'élévation numériques pour la production de MNT de 2 secondes d'arc : (1) dérivation des contours DLG de toute série de cartes 7,5 minutes à 30 sur 60 minutes (échelle 1:24 000 à 1:100 000 échelle) et (2) le rééchantillonnage à partir de modèles altimétriques numériques avec un espacement de source égal ou inférieur à un intervalle d'échantillonnage de 2 secondes d'arc (si les données sont rééchantillonnées à partir de MNT préexistants, elles sont arbitrairement archivées au niveau 1). Les données DEM de cette série sont testées conformément aux spécifications de précision de niveau 2.

Petite échelle La majorité des MNT à 1 degré sont produits par DMA à partir de sources cartographiques et photographiques. Les données d'altitude provenant de sources cartographiques sont collectées à partir de n'importe quelle série de cartes de 7,5 minutes à 1 degré (échelle 1:24 000 à 1:250 000). Les caractéristiques topographiques (par exemple, les contours, les lignes de drainage, les lignes de crête, les lacs et les élévations ponctuelles) sont d'abord numérisées, puis traitées dans la forme matricielle et l'espacement des intervalles requis.

Les données d'altitude provenant de sources photographiques sont collectées en utilisant des techniques de corrélation manuelles et automatisées. Les élévations le long d'un profil sont collectées à 80 à 100 pour cent de l'espacement éventuel des points. Les élévations brutes sont pondérées avec des informations supplémentaires telles que le drainage, la crête, l'eau et les hauteurs ponctuelles au cours du processus d'interpolation dans lequel les élévations finales sont déterminées pour la forme de matrice et l'espacement des intervalles requis.

Les DEM distribués au sein du ministère de la Défense couvrent des blocs de 1 degré sur 1 et sont appelés Digital Terrain Elevation Data Level 1 (DTED-1). Lors du reformatage du produit DMA pour créer les DEM, l'USGS restructure les enregistrements et les données d'en-tête, mais ne modifie pas les informations d'élévation de base.

Les données DMA 1-degré DTED-1 et les MNT 1 degré distribués par l'USGS sont maillées à l'aide du système géodésique mondial 1972 (WGS 72) ou du système géodésique mondial 1984 (WGS 84). Tous les DEM à 1 degré ont été convertis en WGS 84.

L'EDC a concaténé les blocs de 1 par 1 degré pour les États-Unis contigus dans l'environnement LAS en utilisant les données d'élévation des sources photographiques. La ligne de départ et l'échantillon de chaque image de 1 par 1 degré ont été calculés à partir des coordonnées de projection, contenues dans l'enregistrement du descripteur de données, pour former neuf bandes de données. Les coordonnées de chaque bande, ainsi que leur nombre de lignes (lignes) et d'échantillons (colonnes), sont :

Grande échelle Chaque unité de couverture DEM de 7,5 minutes (basée sur le quadrangle de 7,5 minutes) consiste en un tableau régulier d'élévations référencées horizontalement dans le système de coordonnées de projection UTM. Les unités d'altitude sont en mètres ou en pieds par rapport au système de référence vertical géodésique national de 1929 (NGVD 29) aux États-Unis continentaux et au niveau moyen local de la mer à Hawaï et à Porto Rico. Les données sont classées du sud au nord dans des profils classés d'ouest en est.

Ces données référencées horizontalement peuvent être NAD 27, NAD 83, Old Hawaiian Datum (OHD) ou Puerto Rico Datum (PRD) de 1940.

Les DEM de l'Alaska de 7,5 minutes consistent en un tableau régulier d'altitudes référencées horizontalement par rapport au système de coordonnées géographiques (latitude/longitude) du NAD 27 ou du NAD 83. Les données sont classées du sud au nord dans des profils classés d'ouest en est. L'unité de couverture correspond à quatre tailles de quadrangle de base pour les graphiques à l'échelle 1:63 360 (selon la latitude) :

7,5 par 18 minutes -- État de l'Alaska au nord de 68º de latitude N 7,5 par 15 minutes -- Entre 62º de latitude 68º de latitude N 7,5 par 11,25 minutes -- Entre 59º de latitude 62º de latitude N 7,5 par 10 minutes - - État de l'Alaska au sud de la latitude 59°N

Les DEM de l'Alaska de 15 minutes se composent d'un tableau régulier d'élévations référencées horizontalement par rapport au système de coordonnées géographiques (latitude/longitude) du NAD 27 ou du NAD 83. Les données sont classées du sud au nord dans des profils classés d'ouest en est. Les unités d'altitude sont en mètres ou en pieds par rapport au NGVD 29. L'unité de couverture correspond à quatre tailles de quadrangle de base pour les graphiques à l'échelle 1:63 360 (selon la latitude) :

15 par 36 minutes -- État de l'Alaska au nord de 68º de latitude N 15 par 30 minutes -- Entre 62º de latitude 68º de latitude nord et 68º de latitude nord 15 par 2,5 minutes -- Entre 59º de latitude 62º de latitude nord et 62º de latitude nord 15 par 20 minutes - - État de l'Alaska au sud de la latitude 59°N

Échelle intermédiaire Les données DEM de 2 secondes d'arc consistent en un tableau régulier d'élévations référencées horizontalement par rapport au système de coordonnées géographiques (latitude/longitude) de NAD 27 ou NAD 83. L'unité de couverture est un bloc de 30 par 30 minutes. Les unités vendables sont quatre DEM de 15 minutes couvrant une zone de 30 minutes sur 30 minutes. Les données d'altitude sur les lignes de minutes entières (les quatre côtés) correspondent aux mêmes profils sur les huit blocs environnants. Les altitudes sont en mètres ou en pieds par rapport au NGVD 29.

Petite échelle Le DEM à 1 degré consiste en un tableau régulier d'élévations référencées horizontalement sur le système de coordonnées géographiques (latitude/longitude) du WGS 72 (converti en WGS 84). Le contenu de l'information est approximativement équivalent à celui qui peut être dérivé des informations de contour représentées sur des cartes à l'échelle 1:250 000. L'unité de couverture est un bloc de 1 par 1 degré. Les données d'altitude sur les lignes de degrés entiers (les quatre côtés) se chevauchent avec les profils correspondants sur les huit blocs environnants.

Les altitudes sont en mètres par rapport au NGVD 29 aux États-Unis continentaux et au niveau moyen local de la mer à Hawaï. Des informations sur l'exactitude du DEM sont fournies en annexe.

L'ensemble de données mosaïque DEM 1 degré est typiquement le même que l'unité de couverture DEM source 1 degré 1 degré.

Grande échelle Les données DEM de 7,5 minutes sont stockées sous forme de profils dans lesquels l'espacement des élévations le long et entre chaque profil est de 30 mètres. Le nombre d'élévations dans un profil variera en raison de l'angle variable entre la limite géographique du quadrilatère (ligne nette) et le système de coordonnées UTM. Les données DEM de terrain à faible relief ou générées à partir de cartes de contour avec des intervalles de 10 pieds ou moins sont enregistrées en pieds tandis que les données DEM de terrain à relief modéré à élevé ou générées à partir de cartes avec des intervalles de contour de terrain supérieurs à 10 pieds sont généralement enregistrées en mètres .

Les données DEM de 15 minutes sont collectées avec un espacement de 2 par 3 secondes d'arc en latitude et longitude, respectivement. Les premier et dernier points de données le long d'un profil sont à des degrés entiers de latitude. Les données d'altitude sur les lignes nettes du quadrilatère (les quatre côtés) partagent des profils de bord avec les huit quadrilatères environnants.

Echelle intermédiaire L'espacement des élévations le long de chaque profil est de 2 secondes d'arc. Les premier et dernier points de données sont à l'entier 15 minutes de latitude. Un profil de 15 minutes contiendra donc 451 élévations.

L'espacement des élévations à petite échelle le long et entre chaque profil de MNT à 1 degré est de 3 secondes d'arc avec 1 201 élévations par profil. L'exception concerne les données DEM en Alaska, où l'espacement des profils varie en fonction de l'emplacement latitudinal du DEM. Les latitudes comprises entre 50 et 70 degrés nord ont des espacements à 6 secondes d'arc avec 601 profils par unité de 1 degré et les latitudes supérieures à 70 degrés nord ont des espacements à 9 secondes d'arc avec 401 profils par unité de 1 degré.

L'espacement de l'ensemble de données en mosaïque de 1 degré des données d'altitude et de profil est le même que les données de l'ensemble de données DEM américain à 1 degré contigu.

La méthode de détermination de la précision du DEM implique le calcul de l'erreur quadratique moyenne (RMSE) pour les élévations interpolées linéairement dans le DEM et les élévations vraies correspondantes à partir des cartes publiées. Les points de test sont bien répartis et représentatifs du terrain. La collecte des données des points de test et la comparaison du DEM à l'hypsographie quadrangulaire sont effectuées par des groupes de contrôle qualité de l'USGS.

Grande échelle La précision verticale des DEM de 7,5 minutes est égale ou supérieure à 15 mètres. Un minimum de 28 points de test par DEM est requis (20 points intérieurs et 8 points de bord). La précision des données DEM de 7,5 minutes, ainsi que l'espacement des données, prennent en charge de manière adéquate les applications informatiques qui analysent les caractéristiques hypsographiques à un niveau de détail similaire aux interprétations manuelles des informations imprimées à des échelles cartographiques ne dépassant pas 1:24 000.

La précision des MNT de 15 minutes est égale ou supérieure à la moitié d'un intervalle de contour de la carte quadrangle topographique de 15 minutes. La précision des données DEM de 15 minutes, ainsi que l'espacement des données, prennent en charge de manière adéquate les applications informatiques qui analysent les caractéristiques hypsographiques à un niveau de détail similaire aux interprétations manuelles des informations imprimées à des échelles cartographiques ne dépassant pas 1:63 360. Le tracé des contours des DEM de l'Alaska de 15 minutes à des échelles supérieures à 1:63 360, ou le recours aux hauteurs d'élévation sans incorporer la tolérance d'erreur horizontale du National Map Accuracy Standard (NMAS), conduira à des résultats moins fiables.

Échelle intermédiaire La précision du DEM à 2 secondes d'arc est égale ou supérieure à la moitié d'un intervalle de contour de la carte topographique quadrangulaire de 30 x 60 minutes. La précision des données DEM à 2 secondes d'arc, ainsi que l'espacement des données, prennent en charge de manière adéquate les applications informatiques qui analysent les caractéristiques hypsographiques à un niveau de détail similaire aux interprétations manuelles des informations imprimées à des échelles cartographiques ne dépassant pas 1:100 000. Le tracé des contours à partir de données DEM de 2 arc-secondes à des échelles supérieures à 1:100 000, ou le recours aux hauteurs d'élévation sans incorporer la tolérance d'erreur horizontale NMAS, conduira à des résultats moins fiables.

Petite échelle L'espacement de la mosaïque de 1 degré des données d'altitude et de profil est le même que celui des données américaines contiguës DEM à 1 degré. La précision des données DEM à 1 degré, ainsi que l'espacement des données, prennent en charge de manière adéquate les applications informatiques qui analysent les caractéristiques hypsographiques à un niveau de détail similaire aux interprétations manuelles des informations imprimées à des échelles cartographiques ne dépassant pas 1:250 000. Le tracé des contours du DEM à 1 degré à des échelles supérieures à 1:250 000, ou le recours aux hauteurs d'élévation sans incorporer la tolérance d'erreur horizontale NMAS, conduira à des résultats moins fiables.

Un fichier DEM est organisé en trois enregistrements logiques :

    contient des informations définissant les caractéristiques générales du DEM, y compris le nom du DEM, les limites, les unités de mesure, les altitudes minimales et maximales, les paramètres de projection et le nombre d'enregistrements de type B. Chaque fichier DEM a un enregistrement de type A.

    contient des profils de données d'altitude et des informations d'en-tête associées. Chaque profil a un enregistrement de type B.

Des exemples de format d'enregistrement DEM peuvent être trouvés dans l'annexe.


Informations sur l'entité et l'attribut

Un modèle d'élévation numérique est composé de valeurs entières représentant une forme maillée d'une superposition d'hypsographie de carte topographique.

Des informations supplémentaires sur les spécifications DEM peuvent être trouvées dans les normes de l'USGS National Mapping Program pour les modèles numériques d'élévation (DEM) et dans la publication de l'USGS intitulée "Digital Elevation Models -- Data Users Guide 5".

Les données DEM sont organisées en trois niveaux de classification. Les DEM de niveau 1 sont des ensembles de données d'élévation dans un format standardisé. L'intention est de réserver ce niveau pour les DEM de 7,5 minutes qui sont créés en scannant la photographie National High Altitude Photography (NHAP)/NAPP. Un RMSE vertical de 7 mètres est la norme de précision souhaitée. Un RMSE de 15 mètres est le maximum autorisé.

Les DEM de niveau 2 sont des ensembles de données d'altitude qui ont été traités ou lissés à des fins de cohérence et édités pour supprimer les erreurs systématiques identifiables. Les données DEM dérivées de la numérisation de données hyposographiques et hydrographiques, soit photogrammétriquement, soit à partir de cartes existantes, sont entrées dans la catégorie Niveau 2. Un RMSE d'un demi-intervalle de contour est le maximum autorisé.

Les DEM de niveau 3 sont dérivés des données DLG en incorporant des éléments sélectionnés à la fois de l'hypsographie (contours, points d'élévation) et de l'hydrographie (lacs, rivages, drainage). Un RMSE d'un tiers de l'intervalle de contour est le maximum autorisé.


Mises en garde sur le modèle d'élévation numérique
À grande échelle La majorité des DEM de 7,5 minutes produits à ce jour sont classés dans la catégorie des DEM de niveau 1.

Échelle intermédiaire Tous les DEM de 2 secondes d'arc dérivés des contours sont de niveau 2. Tous les DEM de 2 secondes d'arc dérivés des DEM de 7,5 minutes sont de niveau 1.

Petite échelle Toutes les données DMA DTED-1 à 1 degré ont été classées au niveau 3.

Une description plus détaillée des niveaux de précision et de classification du DEM peut être trouvée dans la publication de l'USGS intitulée "Digital Elevation Models -- Data Users Guide 5".

Pour passer des commandes et obtenir des informations supplémentaires concernant les détails techniques et les grilles tarifaires, contactez : Service client, EROS Data Center Earth Science Information Centers (ESIC)

Un guide d'utilisation des données est fourni avec chaque commande postale. Les guides d'utilisation des données et les instructions techniques peuvent également être commandés séparément pour une somme modique.

Grande et Intermédiaire échelle Les données sont disponibles dès maintenant (au coût de reproduction) via un compte FTP semi-anonyme à l'EDC, sur bande magnétique 3480, cartouches 8 mm, ou CD-Recordable. Les données sont également disponibles au format SDTS via FTP anonyme sans frais. (uniquement au format SDTS)

  • FTP vers edcftp.cr.usgs.gov
  • Entrez « anonyme » à l'invite du nom.
  • Entrez votre adresse e-mail complète à l'invite du mot de passe.
  • Passez (cd) au sous-répertoire "pub/data/DEM".
  • Définissez le mode de transfert de fichiers sur binaire en tapant le mot "binaire".
  • Utilisez les commandes "get" ou "mget" pour télécharger le 00README et les fichiers de données.
  • Le fichier 00README situé dans le sous-répertoire "pub/data/DEM" contient une explication de la structure du répertoire.

À petite échelle Les données sont disponibles gratuitement via un compte FTP (File Transfer Protocol) anonyme à l'EDC.

    à edcftp.cr.usgs.gov
  • Entrez « anonyme » à l'invite du nom.
  • Entrez votre adresse e-mail complète à l'invite du mot de passe.
  • Passez (cd) au sous-répertoire "pub/data/DEM/250".
  • Définissez le mode de transfert de fichiers sur binaire en tapant le mot "binaire".
  • Utilisez les commandes "get" et "mget" pour télécharger le 00README ou les fichiers de données.
  • Le fichier 00README situé sous le sous-répertoire "/pub/data/DEM/250" contient une explication de la structure du répertoire et des instructions pour décompresser les fichiers de données.

Les fichiers sont également disponibles triés par état, ou peuvent être sélectionnés à partir d'une carte d'index. Les données sont disponibles sur bande magnétique 3480, cartouches de 8 mm ou enregistrables sur CD. L'ensemble de données mosaïque est disponible sous la forme d'un ensemble de trois cartouches de 8 mm au format LAS compressé raster.

Les demandes en ligne pour ces données peuvent être placées via le système de requête interactif USGS Global Land Information System (GLIS). Le système GLIS contient des métadonnées et des échantillons en ligne de données des sciences de la Terre. Avec GLIS, vous pouvez examiner les métadonnées, déterminer la disponibilité des produits et effectuer des demandes de produits en ligne.

Les fichiers DEM à 1 degré sont écrits en caractères ASCII standard ANSI au format de bloc fixe. L'ensemble de données de la mosaïque DEM à 1 degré est au format LAS. (Voir Disponibilité des données).

Les fichiers DEM peuvent être utilisés dans la génération de graphiques tels que des projections isométriques affichant la pente, la direction de la pente (aspect) et les profils de terrain entre des points désignés. Elles peuvent également être combinées avec d'autres types de données telles que les données de localisation des cours d'eau et les données météorologiques pour aider à lutter contre les incendies de forêt ou elles peuvent être combinées avec des données de télédétection pour aider à la classification de la végétation. Les applications comprennent : (1) la modélisation des données gravimétriques du terrain à utiliser pour la localisation des ressources énergétiques, (2) la détermination du volume des réservoirs proposés, (3) le calcul de la quantité de matériau retiré pendant l'extraction à ciel ouvert, (4) la détermination de la probabilité de glissement de terrain, et (5 ) développer des paramètres pour les modèles hydrologiques.

De plus amples informations concernant des ensembles de données supplémentaires peuvent être obtenues en contactant: ESIC

Grande échelle U.S. Geological Survey, 1992, US GeoData, [brochure] : [Reston, Virginie], U.S. Geological Survey, 2 p. [déplier, surdimensionné]

U.S. Geological Survey, 1992, US GeoData data users guides et documentation associée, bon de commande : [Reston, Virginie], U.S. Geological Survey, 2 p.

U.S. Geological Survey, 1993, Modèles altimétriques numériques -- guide de l'utilisateur des données 5 : Reston, Virginie, U.S. Geological Survey, 48 p.

U.S. Geological Survey, 1993, modèle d'élévation numérique US GeoData, fiche d'information : [Reston, Virginie], U.S. Geological Survey, 2 p.

U.S. Geological Survey, 1994, Cartographic technical instructions, price list : [Reston, Virginia], U.S. Geological Survey, 2 p.

U.S. Geological Survey, 1994, US GeoData disponible sur Internet, fiche d'information : [Reston, Virginie], U.S. Geological Survey, 2 p.

Échelle intermédiaire U.S. Geological Survey, 1993, Modèles d'élévation numériques -- guide des utilisateurs de données 5 : Reston, Virginie, U.S. Geological Survey, 48 p.

Small scale U.S. Geological Survey, 1993, Modèles altimétriques numériques -- guide des utilisateurs de données 5 : Reston, Virginie, U.S. Geological Survey, 48 p.

La précision d'un MNT dépend de sa source et de la résolution spatiale, c'est-à-dire l'espacement de la grille, des profils de données. L'échelle et la résolution des données source sont l'un des facteurs qui influencent la précision du DEM. Il existe une dépendance entre l'échelle des matériaux sources et le niveau de raffinement de la grille possible. La résolution de la source est également un facteur pour déterminer le niveau de contenu pouvant être extrait lors de la numérisation. Par exemple, les cartes topographiques à l'échelle 1:250 000 sont la principale source de MNT à 1 degré.

Un autre facteur est la dimension horizontale et verticale du DEM. La précision horizontale des données DEM dépend de l'espacement horizontal de la matrice d'élévation. Dans un MNT standard, la plupart des caractéristiques de terrain sont généralisées en étant réduites à des nœuds de grille espacés à des intersections régulières dans le plan horizontal. Cette généralisation réduit la capacité de récupérer des positions de caractéristiques spécifiques inférieures à l'espacement interne lors des tests et entraîne de facto un filtrage ou un lissage de la surface lors du maillage.

La précision verticale des données DEM dépend de la résolution spatiale (espacement horizontal de la grille), de la qualité des données sources, des procédures de collecte et de traitement et des systèmes de numérisation. Comme pour la précision horizontale, l'ensemble du processus, à commencer par l'autorisation du projet, la compilation des ensembles de données sources et le processus de maillage final, doit satisfaire aux critères de précision habituellement appliqués à chaque système. Chaque ensemble de données source doit être qualifié pour être utilisé à l'étape suivante du processus. Les erreurs ont pour effet de s'accumuler à chaque étape du processus. Le personnel de production est invité à rendre compte de chaque étape de production menant au DEM final.

Le format de distribution de la norme de transfert de données spatiales (SDTS) est conçu comme un mécanisme de transfert de données spatiales entre divers systèmes informatiques. Le format SDTS est conçu pour transférer des données avec un transfert de contenu complet (aucune perte d'informations). Les rapports sur la qualité des données fournissent des métadonnées complètes et une documentation du traitement. Le SDTS est une norme FIPS destinée à fonctionner entre différentes plates-formes et différents modèles de données. Il existe actuellement un nombre limité de logiciels pouvant prendre en charge les données au format SDTS. Pour plus d'informations sur SDTS, reportez-vous à la documentation technique SDTS (disponible en ligne).


Quelle est la source des rayures horizontales et verticales dans les DEM USGS ? - Systèmes d'information géographique

NOAA/Enquête géodésique nationale

Pendant une grande partie de la dernière décennie, des modèles de géoïde à haute résolution ont été produits par le National Geodetic Survey (NGS). L'utilisation de modèles numériques d'élévation (MNE) a été importante pour le calcul des modèles de géoïde, mais a également été l'une des principales limitations de la précision du géoïde en raison à la fois de la mauvaise qualité des données et d'une série d'approximations informatiques. Des mesures récentes ont été prises au NGS pour remplacer les données DEM existantes par des données de résolution plus fine et de meilleure qualité. De plus, de nouveaux outils de calcul sont mis en œuvre et ne reposent plus sur des approximations réduisant la précision. En s'orientant vers des signaux de gravité induits par le terrain calculés avec plus de précision, les erreurs dans les anomalies de gravité dépassant des dizaines de mGals ont été supprimées, et par la suite des centimètres de précision du géoïde ont été gagnés.

Le besoin de données de terrain précises dans le calcul d'un modèle de géoïde précis est connu depuis longtemps. Que l'on utilise l'approche de Stokes-Helmert ou des méthodes alternatives, comme celle de Molodensky, il y a toujours eu un besoin pour un modèle numérique d'élévation (MNE) précis. Bien que des DEM avec une résolution horizontale aussi fine que trois secondes d'arc soient disponibles depuis les années 1960, leur précision générale a été limitée en raison de leurs sources de données (cartes cartographiques numérisées à petite échelle) et du manque de couverture photogrammétrique significative. En plus de la précision du DEM, l'utilisation d'un DEM dans le calcul des modèles de géoïde est encore limitée par les ressources de calcul (RAM, vitesse du processeur, espace disque) et les raccourcis de calcul (approximations planaires, prismes à sommet plat, densité constante, anomalies de Faye se rapprochant des anomalies de Helmert ). Au NGS, même jusqu'en 1996, le signal de terrain gravitationnel a été modélisé sous forme de corrections de terrain FFT planaires 2-D à une résolution horizontale de 30 secondes d'arc (Smith et Milbert, 1999). Les tests initiaux au NGS indiquent que des erreurs significatives (10 cm et plus) étaient commises dans le modèle du géoïde en raison de la résolution grossière du DEM, des biais existants sur de grandes surfaces dans le DEM, des approximations de calcul dans le calcul des corrections de terrain et de l'utilisation des anomalies de Faye au lieu des anomalies de Helmert. Deux efforts distincts ont été lancés à NGS en 1998 pour améliorer cette situation. Le premier était la recherche d'un MNT plus précis pour les États-Unis, et le second prenait quelques mesures initiales pour supprimer l'approximation classique dans les corrections de terrain. Les deux ont été couronnés de succès et peuvent être mis en œuvre dans le modèle GEOID99, dont la sortie est prévue en septembre 1999. (http://www.ngs.noaa.gov/GEOID/GEOID99/geoid99.html)

Tester de nouveaux modèles d'élévation numériques

Aux États-Unis, il n'y a que deux sources importantes de DEM à haute résolution (meilleure que 30 secondes d'arc). Le premier est un DEM quadrangle de 7,5 minutes de l'United States Geological Survey (USGS) et l'autre est Digital Terrain Elevation Data (DTED) Niveau 1 de la National Imagery and Mapping Agency (NIMA). La comparaison entre les deux DEM disponibles est faite dans le tableau 1.

Il ressortait clairement de la comparaison initiale que les données USGS étaient quelque peu supérieures aux données NIMA, mais pour en être sûr, deux tests ont été effectués sur ces données : 1) Concordance avec les hauteurs de points et 2) Tests de correction de terrain.

Tableau 1.Comparaison des modèles d'élévation numériques haute résolution USGS et NIMA


Voir la vidéo: Downloading Digital Elevation Data SRTM from USGS EarthExplorer (Octobre 2021).