منابع داده های زمین دیجیتال
داده های دیجیتال زمین را می توان با استفاده از تکنیک های مختلف آزمایشگاهی، میدانی و سنجش از دور، مانند بررسی زمین، فتوگرامتری، ارتفاع سنجی رادار، رادار دیافراگم مصنوعی تداخل سنجی (InSAR) و LiDAR تولید کرد.
اکثر داده های دیجیتال زمین موجود در حال حاضر حاصل ضبط داده های فتوگرامتری است. آنها از جفت های استریو تصاویر سنجش از دور، شامل عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای تولید می شوند. در ثبت داده های فتوگرامتری از دستگاه های دستی (آنالوگ) یا تحلیلی (دیجیتال) برای استخراج DEM و استخراج ارتفاع و خطوط نقطه استفاده می شود (جنسن، 2007). برای تولید DEM های دقیق و با وضوح بالا به عکس های هوایی استریو با کیفیت بالا نیاز است. مقادیر قابل توجه هوایی عکاسی و DEM های مشتق شده توسط شرکتهای تجاری فتوگرامتری یا پیمانکاران فرعی برای سازمانهای دولتی تهیه شده است (به عنوان مثال، برنامه ملی عکسبرداری هوایی سازمان زمین شناسی ایالات متحده و برنامه تصویرسازی هماهنگ ویکتوریا در استرالیا). در استرالیا، دولت های ایالت منابع اصلی عکاسی هوایی متوسط تا بزرگ و محصولات DEM مشتق شده از ایالت های خود را پوشش می دهند.
برخی از سیستم های سنجش از دور ماهواره ای، مانند ASTER (رادیومتر انتشار حرارتی و بازتاب حرارتی فضایی)، SPOT و QuickBird، قادر به دریافت تصاویر ماهواره ای پانکروماتیک استریوسکوپی هستند که برای تولید DEM های با وضوح متوسط استفاده شده است. ASTER GDEM و SPEM DEM دو نمونه از DEM هایی هستند که با استفاده از تصاویر ماهواره ای از طریق فتوگرامتری دیجیتال ضبط شده اند. ASTER GDEM یک DEM جهانی است که با استفاده از تصاویر جفت استریو جمع آوری شده توسط ابزار ASTER روی ماهواره Terra جمع آوری شده و تمام سطح زمین را پوشش می دهد و دارای وضوح افقی حدود 30 متر و وضوح عمودی حدود 15 متر است (Hirt و همکاران 2010. ). این مرکز به طور رایگان از مرکز بایگانی فعال توزیع فرآیندهای زمین (LP DAAC) سازمان زمین شناسی ایالات متحده در دسترس است (https://gdex.cr.usgs.gov/gdex/) SPOT DEM یک DEM جهانی با پوشش گیاهی و ساخت بشر است که توسط همبستگی خودکار جفت های استریو به دست آمده توسط ابزار HRS (استریوسکوپی با وضوح بالا) در ماهواره SPOT 5 ، که بخش هایی از اوراسیا ، آفریقا و آمریکای مرکزی را پوشش می دهد ، تولید می شود و دارای وضوح افقی 15-30 متر و وضوح عمودی 10-20 متر (تصویر نقطه 2005). SPOT DEM یک محصول تجاری است.
تکنیک های رادار به ویژه ارتفاع سنجی رادار ماهواره ای و InSAR ، برای به دست آوردن داده های ارتفاع دیجیتالی استفاده شده است. ارتفاع سنجی رادار ماهواره ای یک تکنیک راداری عمودی است که توپوگرافی سطح اقیانوس را با دقتی در حدود چند سانتی متر اندازه گیری می کند. از آن برای بدست آوردن DEM های کف اقیانوس (سندول و اسمیت 2001) و ورقه های یخی قطب جنوب و گرینلند استفاده شده است (لیو و همکاران 1999). InSAR چندین تصویر راداری از زمین به دست می آورد تا اطلاعات سه بعدی را استخراج کند. این می تواند داده های دیجیتالی زمین را ارائه دهد که دقیقاً مانند DEM هایی است که با استفاده از تکنیک های فتوگرامتری به دست آمده اند (جنسن، 2007). فناوری InSAR در SRTM (ماموریت توپوگرافی رادار شاتل فضایی) برای به دست آوردن DEM جهانی با وضوح متوسط (رابوس و همکاران، 2003، هیرت و همکاران، 2010) به کار گرفته شده است. DEM های مشتق از SRTM در حال حاضر برای بخش بزرگی از سطح زمین در رزولوشن فضایی 90 متر در دسترس هستند. حجم قابل توجهی از داده ها تا 30 متر پردازش شده است. DEM های مشتق شده از SRTM به صورت رایگان در دسترس هستند
از LP DAAC. موارد پوشش دهنده استرالیا از Geoscience Australia همچنین در دسترس است (www.ga.gov.au) GTOPO30 ، DEM جهانی با وضوح فضایی حدود 1 کیلومتر که از انواع نقشه ها و منابع تصویر سنجش از دور تهیه می شود ، از LP DAAC نیز موجود است.
همانطور که در بخش 6-1 مورد بحث قرار گرفت، LiDAR هوایی نقاط جرم ایجاد می کند. هر نقطه جرم دارای مکان منحصر به فرد (x ، y) و مقدار ارتفاع است. آنها را می توان با استفاده از یکی از روش های درون یابی معرفی شده در بخش 4-5 برای تولید مدل سطح دیجیتال (DSM) که شامل ویژگی های ارتفاعی درختان، درختچه ها، ساختمان ها و سایر سازه های دست ساز است، درون یابی کرد. شکل 7-4 نمایی از مرکز فعالیت Glen Waverley و ناحیه اطراف آن در ملبورن را بر اساس DSM مشتق شده از نقاط توده LiDAR نشان می دهد. DEM زمین برهنه را می توان از داده های LiDAR با حذف نقاط جرم که از درختان، درختچه ها، ساختمانها و هرگونه بیرون زدگی سطحی ناشی می شود، بدست آورد (رابر و همکاران، 2002). DEM مشتق شده از LiDAR ممکن است دارای وضوح افقی کمتر از 2 متر و دقت عمودی در عرض 2 سانتی متر باشد. از نظرسنجی های LiDAR هوابرد برای ایجاد DEM های مقیاس بزرگ و دقیق به عنوان جایگزینی برای نقشه برداری زمینی و فتوگرامتری استفاده شده است. دقت های افقی و عمودی DEM های مشتق از LiDAR با فتوگرامتری قابل مقایسه است. با این حال، LiDAR هیچ تضمینی برای جمع آوری نقاط ارتفاع در خطوط خطی مانند خطوط رج و تغییرات شدید شیب ارائه نمی دهد، نقشه برداری زمینی که با استفاده از ابزارهای نقشه برداری مرسوم (مانند ایستگاه کل) و GPS انجام می شود، داده های نقطه ارتفاعی دقیقی را تولید می کند که سپس می تواند در یک DEM یا TIN درونیابی شود. برای به دست آوردن داده های دیجیتال در مقیاس بزرگ و دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. به طور خاص، استفاده گسترده از GPS فرصت‌های جدید و مقرون به صرفه زیادی را برای مجموعه‌ای از مقادیر زیادی از مجموعه داده‌های زمین دیجیتالی منحصر به فرد و ویژه برای مطالعات زیست‌محیطی دقیق و در مقیاس بزرگ فراهم می‌کند (آلواردت، 2007، کلارک و لی، 1998) ( فلورینسکی و ایلرز 2002 ؛ ویلسون و گالانت 2000).
شکل 7-4 نمای منظره مرکز فعالیت Glen Waverley در ملبورن بر اساس داده های LiDAR
علاوه بر این، داده های دیجیتالی زمین را نیز می توان با دیجیتالی کردن خطوط کانتور در نقشه های توپوگرافی به دست آورد. خطوط دیجیتالی شده دارای برچسب ارتفاع هستند. در حین فرایند دیجیتالی شدن اطلاعات نقشه نگاری جانبی نیز مانند مقادیر ارتفاعات برای قله های کوه، پایین فرورفتگی و خطوط ساختاری می تواند ضبط شود، الگوریتم هایی برای درون یابی خطوط کانتور در DEM ها یا TIN ها توسعه داده شده است (هوتچینسون و گالانت، 2005). این رویکرد برای تولید DEM های ملی ایالات متحده آمریکا، استرالیا، کانادا و سایر کشورها اعمال شده است (USGS 1993 ؛ ANU Fenner School of Environment and Society and Geoscience Australia 2008 ؛ Natural Resources Canada 1997). اغلب زمانی استفاده می شود که نقشه های توپوگرافی تنها منبع موجود برای داده های زمین باشند.
داده های دیجیتالی زمین تا حد زیادی در قالب DEM در دسترس هستند. DEM ها با وضوح فضایی 500 متر ، 100 متر ، 30 متر ، 10 متر ، 8 متر ، 4 متر و 1 متر به طور فزاینده ای برای نقاط مختلف جهان از ارائه دهندگان داده های تجاری در دسترس هستند (به عنوان مثال ، ارتفاع GEO از دفاع و فضا ایرباس ،https://www.astrium-geo.com/) و نهادهای دولتی بسیاری از کشورها (به عنوان مثال Geoscience Australia ، سروی انگلستان و سازمان زمین شناسی ایالات متحده). TIN ها عمدتاً از DEM یا خطوط کانتور، نقاط جرم و/یا خطوط شکست ساخته می شوند. کادر 7-2 نحوه استفاده از ArcGIS برای ساختن TIN از خطوط کانتور، نقاط انبوه و خطوط شکستگی را نشان می دهد. کادر 8-8 نشان می دهد که چگونه TIN از DEM در ArcGIS ساخته شده است.
بدون دیدگاه