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      高精度地形網(wǎng)格數(shù)據(jù)SRTM

       LibraryPKU 2014-03-16

      簡(jiǎn)介

      SRTM,全稱為Shuttle Radar Topography Mission,該項(xiàng)目獲取了北緯60度至南緯60度之間的雷達(dá)影像數(shù)據(jù),進(jìn)一步處理制成了數(shù)字地形高程模型(DEM),即現(xiàn)在的SRTM地形產(chǎn)品數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)產(chǎn)品2003年開始公開發(fā)布,經(jīng)過多次修訂,目前的數(shù)據(jù)修訂版本為V4.1版本。更詳細(xì)的介紹在http://www./data/srtm-90m-digital-elevation-database-v4-1。

      相關(guān)信息

      有很多機(jī)構(gòu)或網(wǎng)站提供SRTM地形數(shù)據(jù)的下載;從不同網(wǎng)站下載的數(shù)據(jù)的文件名、文件格式等不同,因而后期的數(shù)據(jù)處理方式可能不同,但是一些基本的信息應(yīng)該是相同的。

      基本信息

      SRTM地形數(shù)據(jù)主要包含兩類數(shù)據(jù):SRTM3SRTM1。

      • SRTM3精度為3弧秒,即90m一個(gè)點(diǎn),包括非洲、北美、南美、歐亞、澳大利亞以及部分島嶼;
      • SRTM1精度為1弧秒,即30m一個(gè)點(diǎn),僅限美國(guó)地區(qū);

      數(shù)據(jù)信息 For 1x1

      北緯60度到南緯60度的數(shù)據(jù)被分成了1度*1度的單元,共計(jì)上萬個(gè)數(shù)據(jù)文件。

      • 文件名中包含了該單元左下角位置的信息;比如文件名類似N37W105的數(shù)據(jù)文件,其單元左下角的坐標(biāo)為(37N,105W);
      • 每個(gè)SRTM3數(shù)據(jù)文件包含了1201*1201個(gè)采樣點(diǎn);
      • 高程數(shù)據(jù)單位為m,參考水準(zhǔn)面為WGS84大地水準(zhǔn)面模型;
      • 網(wǎng)格劃分采用gridline registration方式,因而單元的南北邊及左右邊與相鄰單元的邊重合。

      數(shù)據(jù)信息 For 5x5

      部分網(wǎng)站將數(shù)據(jù)分割為5度*5度單元,其相對(duì)1度*1度單元使用起來免去了cut和paste的麻煩。在經(jīng)度方向上,從-180度到180度,劃分為72個(gè)區(qū)塊;在緯度方向上,從60度到-60度,劃分為24個(gè)區(qū)塊,可以參考這里的圖示,其文件名格式為“srtm_經(jīng)度區(qū)塊數(shù)_緯度區(qū)塊數(shù).zip”。

      或者也可以這樣計(jì)算

      x = int((lon+180.0)/5.0)+1;
      y = int((60-lat)/5.0)+1;
      

      其中l(wèi)on = [-180,180], lat= [-60,60], 文件名為srtm_x_y.zip。

      數(shù)據(jù)來源及格式轉(zhuǎn)換(推薦)

      推薦兩個(gè)數(shù)據(jù)源,中科院以及CGIAR-CSI,其中CGIAR-CSI為主站,中科院提供數(shù)據(jù)鏡像。

      中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

      一些問題 : 中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)站目前無法訪問,原因未知。

      國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái): http://datamirror./dem/search.jsp

      版本: V4和V4.1

      格式: Geotiff 和 ArcInfo ASCII

      備注:

      • 該網(wǎng)站需要注冊(cè)才可下載數(shù)據(jù);
      • 數(shù)據(jù)是5度*5度一個(gè)單元,而不是標(biāo)準(zhǔn)的1度*1度;
      • 在中國(guó)區(qū)域,還提供一些衍生數(shù)據(jù),如坡度、坡向、坡位,數(shù)據(jù)格式為img格式,細(xì)節(jié)未知;

      數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:

      ARC ASCII格式轉(zhuǎn)GMT可識(shí)別的netCDF格式:

      xyz2grd srtm_63_02.asc -Gstrm_63_02.grd -E -V
      

      GeoTiff格式轉(zhuǎn)netCDF格式(詳情參考本文):

      gdal_translate -of GMT srtm_56_05.tif srtm_56_05.grd
      

      CGIAR-CSI

      網(wǎng)址: http://srtm.csi./SELECTION/inputCoord.asp

      版本:4.1

      格式:GeoTiff、ArcInfo ASCII

      備注:

      • 數(shù)據(jù)為5度x5度一個(gè)單元;
      • 數(shù)據(jù)選擇界面友好,簡(jiǎn)單易用,支持鼠標(biāo)點(diǎn)選、拖曳或者直接輸入經(jīng)緯度范圍;
      • 鼠標(biāo)點(diǎn)選的注意事項(xiàng):鼠標(biāo)的真實(shí)點(diǎn)擊位置與地圖感知到的點(diǎn)擊位置大概相差半個(gè)網(wǎng)格間距!點(diǎn)選時(shí)需要單擊每個(gè)單元的下半部分才能選中。不知Bug來源,系統(tǒng)問題?瀏覽器問題?
      • ArcInfo ASCII格式以及GeoTiff格式的轉(zhuǎn)換方法同上;
      • 在兩種轉(zhuǎn)換都可以使用的情況下,推薦使用GeoTiff格式,size相對(duì)ASCII文件要小很多;

      其他數(shù)據(jù)來源及格式轉(zhuǎn)換(不推薦)

      這里列舉了其他的一些數(shù)據(jù)來源,不推薦在這些網(wǎng)站下載數(shù)據(jù)。這里列出來是基于其他方面的考慮。

      USGS未名網(wǎng)站

      網(wǎng)址:http://dds.cr./srtm

      版本:1.0和2.1版本

      格式:二進(jìn)制z文件

      • 高程數(shù)據(jù)文件的擴(kuò)展名為hgt;
      • 二進(jìn)制文件,以有符號(hào)二字節(jié)整型格式存儲(chǔ)。
      • 無數(shù)據(jù)的點(diǎn)其值賦為-32768;
      • 字節(jié)序?yàn)閎ig-endian。
      • 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為行優(yōu)先;

      數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:

      這個(gè)例子選用的數(shù)據(jù)是N52E130.hgt,北緯、東經(jīng),-R=130/131/52/53,對(duì)于南緯或者西經(jīng)要注意負(fù)號(hào)。-Z后使用TL是實(shí)踐的結(jié)果,官方文檔中沒有給出相關(guān)信息。

      xyz2grd N52E130.hgt -GN52E130.grd -I3c/3c -R130/131/52/53 -N-32768 -ZTLhw
      

      USGS EarthExplorer

      網(wǎng)址:http://earthexplorer.

      版本:.?

      格式:Geotiff、DTED、BIL

      備注:

      Geotiff、DTED需要專門軟件處理;BIL格式本質(zhì)上就是一般的二進(jìn)制文件,因而處理方式與hgt文件類似,但是有一些細(xì)節(jié)上的差異:

      1. 水平方向精度為6弧秒,而不是標(biāo)準(zhǔn)的3弧秒;
      2. 字節(jié)序?yàn)閘ittle endian;

      數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:

      BIL格式轉(zhuǎn)換為GMT grid格式:

      xyz2grd n52_e130_3arc_v1.bil -GN52E130.grd -I6c/3c -R$R -N-32768 -ZTLh
      

      CGIAR-CSI打包下載

      CGIAR-CSI提供了ftp地址,支持所有數(shù)據(jù)的批量下載,數(shù)據(jù)總大小約14G。有需要的可以申請(qǐng)下載:https://harvestchoice./forms/download-cgiarcsi-srtm

      申請(qǐng)之后,網(wǎng)站會(huì)提供一個(gè)網(wǎng)址,以及用戶名和密碼,可以使用“Firefox+DownloadThemAll”下載,也可以使用如下命令下載:

      wget -c -r -np --user=xxx --password=xxxxx http://data./srtm/tiles
      

      Box網(wǎng)盤下載

      Box網(wǎng)盤中包含了重采樣之后的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)精度有250m、500m和1km三種,以滿足其他人的需求。

      網(wǎng)盤地址:https://hc./shared/1yidaheouv

      密碼(注意感嘆號(hào)):ThanksCSI!

      小結(jié)

      • 在5度x5度尺度下,SRTM3GTOPO30的效果相當(dāng),因而當(dāng)?shù)貓D范圍大于5度x5度時(shí),沒有必要使用SRTM3數(shù)據(jù);
      • 當(dāng)?shù)貓D范圍小于3度x3度時(shí),GTOPO30成圖粗糙,需要使用SRTM3或者更高精度的數(shù)據(jù);
      • 中國(guó)科學(xué)院的數(shù)據(jù)源實(shí)際上是cgiar-csi數(shù)據(jù)源的一個(gè)鏡像,其在國(guó)內(nèi)下載速度相對(duì)較快。數(shù)據(jù)源以5度*5度的形式提供數(shù)據(jù),免去了用戶自己做網(wǎng)格合并的麻煩,推薦使用。(發(fā)文章的時(shí)候需要致謝數(shù)據(jù)來源)

      修訂歷史

      • 2013-09-29:初稿;
      • 2014-01-01:“中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心”一節(jié)代碼存在問題,因網(wǎng)址無法訪問,暫時(shí)無法修訂;
      • 2014-01-08:增加了CGIAR-CSI數(shù)據(jù)源;
      • 2014-01-09:新增了三個(gè)下載數(shù)據(jù)源,重整文章結(jié)構(gòu),將數(shù)據(jù)源分為推薦和非推薦兩類。
      • 2014-01-19:將CGIAR的ftp和Box下載移至不推薦來源中。
      • 2014-01-19:重新編排整個(gè)文章的結(jié)構(gòu),將正確性證明部分去除。當(dāng)初做正確性證明是因?yàn)樵趯?span id="2dxx2la" class="caps">USGS未名網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格文件時(shí),官方文檔提供的信息不充分,所以需要測(cè)試驗(yàn)證?,F(xiàn)在SRTM存在更好的數(shù)據(jù)源,不必再考慮這個(gè)問題。

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