SRTM DEM數(shù)據(jù)在氣象業(yè)務服務中的應用

袁久坤+周英

【摘 要】 使用Global mapper、saga、surfer等軟件，利用SRTM DEM數(shù)據(jù)源提取制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖、水系匯流地圖、山區(qū)小流域立體示意圖等相關圖像信息應用于氣象服務產(chǎn)品。

【關鍵詞】 Srtm DEM數(shù)據(jù) 氣象服務 應用

引言

隨著氣象業(yè)務服務的深入和拓展，氣象服務產(chǎn)品越來越精細化、多樣化、圖表化。如果提供給服務對象的氣象服務產(chǎn)品，不僅有詳盡的文字材料說明，還有更加精細、清晰、翔實的圖表資料，往往會收到事半功倍的效果。其中，制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖、水系匯流地圖、山區(qū)小流域立體示意圖等是十分重要的工作。

鑒于地理信息數(shù)據(jù)處理工作的復雜性和保密性，收集整理出覆蓋地域廣且符合精細化氣象服務需求的地理信息數(shù)據(jù)并不容易。目前可利用公開的SRTM DEM數(shù)據(jù)源來提取制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的相關圖像信息。

SRTM的全稱是Shuttle Radar Topography Mission，SRTM數(shù)據(jù)主要是由美國太空總署（NASA）和國防部國家測繪局（NIMA）聯(lián)合測量的，所獲取的雷達影像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，制成了數(shù)字地形高程模型，該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境。目前能夠從網(wǎng)絡上免費獲取中國境內(nèi)90m分辨率的SRTM V4.1文件。但從網(wǎng)絡上下載下來的數(shù)據(jù)覆蓋面較寬，數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，不便在實際氣象服務中使用。

通過相關應用軟件，結合氣象服務產(chǎn)品對服務區(qū)域和數(shù)據(jù)精度的需要，可提取制作本地化的Srtm DEM數(shù)據(jù)，達到減少數(shù)據(jù)量、形成便于使用的數(shù)據(jù)格式文件、增大服務區(qū)域顯示精度，便于提取制作山脊、河網(wǎng)、濕潤指數(shù)等圖像信息的目的。

1 資料來源及說明

在SRTM的官方網(wǎng)站NASA/JPL SRTM：http：//www.jpl.nasa.gov/srtm/上可以通過FTP下載到DEM數(shù)據(jù)，或在中國科學院的網(wǎng)站上下載ZIP壓縮格式的數(shù)據(jù)包。早期的SRTM數(shù)據(jù)由于雷達技術的限制，存在許多空洞區(qū)域或高程數(shù)據(jù)缺失、失常等問題，目前可下載的SRTM數(shù)據(jù)經(jīng)過了美國國家地理空間情報局的處理，數(shù)據(jù)質量有了很大的提高。（如圖1）

2 主要處理方法和步驟

2.1 數(shù)據(jù)的初步處理

根據(jù)本地業(yè)務服務需要，粗略設定經(jīng)緯度區(qū)域范圍，將下載回來的Srtm DEM數(shù)據(jù)包（ZIP格式）解壓縮。利用Global mapper軟件，打開其中的.TIFF文件，可顯示出粗略的立體圖像。

以萬州為例，圖2是下載回來的包含萬州區(qū)域的原始DEM數(shù)據(jù)資料顯示情況，該資料數(shù)據(jù)量大、圖象覆蓋范圍較寬且不規(guī)則，與萬州的行政區(qū)域形狀差距較大，不適合直接應用于實際氣象業(yè)務服務產(chǎn)品的制作。（如圖2）

2.2 數(shù)據(jù)區(qū)的裁剪

利用Global mapper軟件的surfer網(wǎng)格輸出選項，設置服務區(qū)域的經(jīng)緯度范圍，裁剪生成適合本地氣象業(yè)務服務需要區(qū)域的矩形規(guī)則海拔高程網(wǎng)格文件。（如圖3）

經(jīng)初步裁剪，生成surfer格式的立體高程數(shù)據(jù)，裁剪后的效果如下圖：（如圖4）

2.3 網(wǎng)格處理，增強效果

利用surfer等軟件對裁剪形成的數(shù)據(jù)進行進一步網(wǎng)格處理，包括濾波、樣條平滑等，增強細節(jié)顯示效果。（如圖5）

2.4 圖像邊界的白化

利用surfer的邊界白化菜單或自動化邊界白化功能，按照本區(qū)域或服務區(qū)域的地圖邊界，輸出符合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖。（圖6是通過surfer的自動化邊界白化功能制作出的萬州區(qū)立體高程地圖）（如圖6）

2.5 山脊、水系匯流網(wǎng)等信息的的提取

利用已處理好的矩形規(guī)則立體高程網(wǎng)格資料，用saga軟件處理生成符合surfer格式的山脊、水系網(wǎng)、濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)文件。再經(jīng)surfer邊界白化輸出符合本區(qū)域或服務區(qū)域地圖形狀的山脊、水系網(wǎng)、濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)文件。（圖7為利用saga軟件處理生成的符合surfer格式的萬州區(qū)域水系網(wǎng)圖）（如圖7）

下圖（圖8）是利用Srtm DEM提取制作的的萬州區(qū)域水系網(wǎng)（提取山脊、河網(wǎng)、濕潤指數(shù)等圖像信息與上方法步驟類似。）：（如圖8）

2.6 數(shù)據(jù)圖像資料的疊加整合endprint

【摘 要】 使用Global mapper、saga、surfer等軟件，利用SRTM DEM數(shù)據(jù)源提取制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖、水系匯流地圖、山區(qū)小流域立體示意圖等相關圖像信息應用于氣象服務產(chǎn)品。

【關鍵詞】 Srtm DEM數(shù)據(jù) 氣象服務 應用

引言

隨著氣象業(yè)務服務的深入和拓展，氣象服務產(chǎn)品越來越精細化、多樣化、圖表化。如果提供給服務對象的氣象服務產(chǎn)品，不僅有詳盡的文字材料說明，還有更加精細、清晰、翔實的圖表資料，往往會收到事半功倍的效果。其中，制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖、水系匯流地圖、山區(qū)小流域立體示意圖等是十分重要的工作。

鑒于地理信息數(shù)據(jù)處理工作的復雜性和保密性，收集整理出覆蓋地域廣且符合精細化氣象服務需求的地理信息數(shù)據(jù)并不容易。目前可利用公開的SRTM DEM數(shù)據(jù)源來提取制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的相關圖像信息。

SRTM的全稱是Shuttle Radar Topography Mission，SRTM數(shù)據(jù)主要是由美國太空總署（NASA）和國防部國家測繪局（NIMA）聯(lián)合測量的，所獲取的雷達影像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，制成了數(shù)字地形高程模型，該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境。目前能夠從網(wǎng)絡上免費獲取中國境內(nèi)90m分辨率的SRTM V4.1文件。但從網(wǎng)絡上下載下來的數(shù)據(jù)覆蓋面較寬，數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，不便在實際氣象服務中使用。

通過相關應用軟件，結合氣象服務產(chǎn)品對服務區(qū)域和數(shù)據(jù)精度的需要，可提取制作本地化的Srtm DEM數(shù)據(jù)，達到減少數(shù)據(jù)量、形成便于使用的數(shù)據(jù)格式文件、增大服務區(qū)域顯示精度，便于提取制作山脊、河網(wǎng)、濕潤指數(shù)等圖像信息的目的。

1 資料來源及說明

在SRTM的官方網(wǎng)站NASA/JPL SRTM：http：//www.jpl.nasa.gov/srtm/上可以通過FTP下載到DEM數(shù)據(jù)，或在中國科學院的網(wǎng)站上下載ZIP壓縮格式的數(shù)據(jù)包。早期的SRTM數(shù)據(jù)由于雷達技術的限制，存在許多空洞區(qū)域或高程數(shù)據(jù)缺失、失常等問題，目前可下載的SRTM數(shù)據(jù)經(jīng)過了美國國家地理空間情報局的處理，數(shù)據(jù)質量有了很大的提高。（如圖1）

2 主要處理方法和步驟

2.1 數(shù)據(jù)的初步處理

根據(jù)本地業(yè)務服務需要，粗略設定經(jīng)緯度區(qū)域范圍，將下載回來的Srtm DEM數(shù)據(jù)包（ZIP格式）解壓縮。利用Global mapper軟件，打開其中的.TIFF文件，可顯示出粗略的立體圖像。

以萬州為例，圖2是下載回來的包含萬州區(qū)域的原始DEM數(shù)據(jù)資料顯示情況，該資料數(shù)據(jù)量大、圖象覆蓋范圍較寬且不規(guī)則，與萬州的行政區(qū)域形狀差距較大，不適合直接應用于實際氣象業(yè)務服務產(chǎn)品的制作。（如圖2）

2.2 數(shù)據(jù)區(qū)的裁剪

利用Global mapper軟件的surfer網(wǎng)格輸出選項，設置服務區(qū)域的經(jīng)緯度范圍，裁剪生成適合本地氣象業(yè)務服務需要區(qū)域的矩形規(guī)則海拔高程網(wǎng)格文件。（如圖3）

經(jīng)初步裁剪，生成surfer格式的立體高程數(shù)據(jù)，裁剪后的效果如下圖：（如圖4）

2.3 網(wǎng)格處理，增強效果

利用surfer等軟件對裁剪形成的數(shù)據(jù)進行進一步網(wǎng)格處理，包括濾波、樣條平滑等，增強細節(jié)顯示效果。（如圖5）

2.4 圖像邊界的白化

利用surfer的邊界白化菜單或自動化邊界白化功能，按照本區(qū)域或服務區(qū)域的地圖邊界，輸出符合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖。（圖6是通過surfer的自動化邊界白化功能制作出的萬州區(qū)立體高程地圖）（如圖6）

2.5 山脊、水系匯流網(wǎng)等信息的的提取

利用已處理好的矩形規(guī)則立體高程網(wǎng)格資料，用saga軟件處理生成符合surfer格式的山脊、水系網(wǎng)、濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)文件。再經(jīng)surfer邊界白化輸出符合本區(qū)域或服務區(qū)域地圖形狀的山脊、水系網(wǎng)、濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)文件。（圖7為利用saga軟件處理生成的符合surfer格式的萬州區(qū)域水系網(wǎng)圖）（如圖7）

下圖（圖8）是利用Srtm DEM提取制作的的萬州區(qū)域水系網(wǎng)（提取山脊、河網(wǎng)、濕潤指數(shù)等圖像信息與上方法步驟類似。）：（如圖8）

2.6 數(shù)據(jù)圖像資料的疊加整合endprint

【摘 要】 使用Global mapper、saga、surfer等軟件，利用SRTM DEM數(shù)據(jù)源提取制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖、水系匯流地圖、山區(qū)小流域立體示意圖等相關圖像信息應用于氣象服務產(chǎn)品。

【關鍵詞】 Srtm DEM數(shù)據(jù) 氣象服務 應用

引言

隨著氣象業(yè)務服務的深入和拓展，氣象服務產(chǎn)品越來越精細化、多樣化、圖表化。如果提供給服務對象的氣象服務產(chǎn)品，不僅有詳盡的文字材料說明，還有更加精細、清晰、翔實的圖表資料，往往會收到事半功倍的效果。其中，制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖、水系匯流地圖、山區(qū)小流域立體示意圖等是十分重要的工作。

鑒于地理信息數(shù)據(jù)處理工作的復雜性和保密性，收集整理出覆蓋地域廣且符合精細化氣象服務需求的地理信息數(shù)據(jù)并不容易。目前可利用公開的SRTM DEM數(shù)據(jù)源來提取制作適合本區(qū)域或服務區(qū)域的相關圖像信息。

SRTM的全稱是Shuttle Radar Topography Mission，SRTM數(shù)據(jù)主要是由美國太空總署（NASA）和國防部國家測繪局（NIMA）聯(lián)合測量的，所獲取的雷達影像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，制成了數(shù)字地形高程模型，該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境。目前能夠從網(wǎng)絡上免費獲取中國境內(nèi)90m分辨率的SRTM V4.1文件。但從網(wǎng)絡上下載下來的數(shù)據(jù)覆蓋面較寬，數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，不便在實際氣象服務中使用。

通過相關應用軟件，結合氣象服務產(chǎn)品對服務區(qū)域和數(shù)據(jù)精度的需要，可提取制作本地化的Srtm DEM數(shù)據(jù)，達到減少數(shù)據(jù)量、形成便于使用的數(shù)據(jù)格式文件、增大服務區(qū)域顯示精度，便于提取制作山脊、河網(wǎng)、濕潤指數(shù)等圖像信息的目的。

1 資料來源及說明

在SRTM的官方網(wǎng)站NASA/JPL SRTM：http：//www.jpl.nasa.gov/srtm/上可以通過FTP下載到DEM數(shù)據(jù)，或在中國科學院的網(wǎng)站上下載ZIP壓縮格式的數(shù)據(jù)包。早期的SRTM數(shù)據(jù)由于雷達技術的限制，存在許多空洞區(qū)域或高程數(shù)據(jù)缺失、失常等問題，目前可下載的SRTM數(shù)據(jù)經(jīng)過了美國國家地理空間情報局的處理，數(shù)據(jù)質量有了很大的提高。（如圖1）

2 主要處理方法和步驟

2.1 數(shù)據(jù)的初步處理

根據(jù)本地業(yè)務服務需要，粗略設定經(jīng)緯度區(qū)域范圍，將下載回來的Srtm DEM數(shù)據(jù)包（ZIP格式）解壓縮。利用Global mapper軟件，打開其中的.TIFF文件，可顯示出粗略的立體圖像。

以萬州為例，圖2是下載回來的包含萬州區(qū)域的原始DEM數(shù)據(jù)資料顯示情況，該資料數(shù)據(jù)量大、圖象覆蓋范圍較寬且不規(guī)則，與萬州的行政區(qū)域形狀差距較大，不適合直接應用于實際氣象業(yè)務服務產(chǎn)品的制作。（如圖2）

2.2 數(shù)據(jù)區(qū)的裁剪

利用Global mapper軟件的surfer網(wǎng)格輸出選項，設置服務區(qū)域的經(jīng)緯度范圍，裁剪生成適合本地氣象業(yè)務服務需要區(qū)域的矩形規(guī)則海拔高程網(wǎng)格文件。（如圖3）

經(jīng)初步裁剪，生成surfer格式的立體高程數(shù)據(jù)，裁剪后的效果如下圖：（如圖4）

2.3 網(wǎng)格處理，增強效果

利用surfer等軟件對裁剪形成的數(shù)據(jù)進行進一步網(wǎng)格處理，包括濾波、樣條平滑等，增強細節(jié)顯示效果。（如圖5）

2.4 圖像邊界的白化

利用surfer的邊界白化菜單或自動化邊界白化功能，按照本區(qū)域或服務區(qū)域的地圖邊界，輸出符合本區(qū)域或服務區(qū)域的立體高程地圖。（圖6是通過surfer的自動化邊界白化功能制作出的萬州區(qū)立體高程地圖）（如圖6）

2.5 山脊、水系匯流網(wǎng)等信息的的提取

利用已處理好的矩形規(guī)則立體高程網(wǎng)格資料，用saga軟件處理生成符合surfer格式的山脊、水系網(wǎng)、濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)文件。再經(jīng)surfer邊界白化輸出符合本區(qū)域或服務區(qū)域地圖形狀的山脊、水系網(wǎng)、濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)文件。（圖7為利用saga軟件處理生成的符合surfer格式的萬州區(qū)域水系網(wǎng)圖）（如圖7）

下圖（圖8）是利用Srtm DEM提取制作的的萬州區(qū)域水系網(wǎng)（提取山脊、河網(wǎng)、濕潤指數(shù)等圖像信息與上方法步驟類似。）：（如圖8）

2.6 數(shù)據(jù)圖像資料的疊加整合endprint