Время прочтения: 4 минуты
Рельеф — это основа для огромного количества исследований, имеющих пространственный компонент. Основной вид данных о рельефе, используемый в компьютерную эру — цифровые модели рельефа.
В этой статье вы узнаете, какие виды цифровых моделей рельефа бывают, чем они отличаются и где их можно скачать для практически любой территории мира.
Что такое цифровая модель рельефа
Цифровая модель рельефа (ЦМР) — не самый однозначный термин в картографии или в геоинформатике. В самом общем виде это массив точек с координатами X и Y, для которых определены высотные отметки (Z). В учебной литературе, например, в учебнике А.М. Берлянта «Картография», подразумевается, что ЦМР может быть и векторным слоем: какой-либо регулярной или нерегулярной сеткой точек или моделью на основе горизонталей.
Но вот на практике под ЦМР чаще всего имеют в виду именно вариант представления рельефа в растровом виде — как изображение с регулярной сеткой из прямоугольных пикселей, где у каждого пикселя имеется значение высоты.
В англоязычной литературе ЦМР называется Digital Elevation Model (DEM) и там ситуация та же самая: DEM — это растр. Горизонтали или изолинии (isolines) редко подразумеваются, когда используют понятие ЦМР.
Виды ЦМР: DSM и DTM
Цифровые модели рельефа бывают двух основных видов.
Digital Surface Model (DSM), или на русском языке цифровая модель поверхности (ЦМП) отражает высоту пикселя с учетом объектов, расположенных на поверхности земли: деревья, здания и т.д.
Digital Terrain Model (DTM) на русском языке называется цифровой моделью рельефа. Это модель рельефа, отражающая как раз отметки земли без объектов, которые на ней расположены: без деревьев, зданий и прочих предметов.
Очень важно понимать, какого вида ваша ЦМР, и включает ли она информацию о высоте объектов. Если вы хотите просто визуализировать рельеф в качестве фона для объектов карты, то это может не сыграть никакой роли в представлении территории. Но если вы хотите сделать анализ видимости, берете DSM, а потом к ней прибавляете высоты зданий, то это уже может вызвать вопросы, к которым надо быть готовыми.
Открытые цифровые модели рельефа
Существует много ЦМР разной точности для всей территории планеты, которые можно скачать совершенно бесплатно. У всех из них есть свои ограничения, но этого все равно достаточно для множества научно-практических задач.
SRTM
SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) — это цифровая модель поверхности (DSM) с размером пикселя в 30 м (1 угловая секунда). Один из самых популярных источников данных о рельефе. Покрывает территорию между 60 градусами северной широты и 56 градусами южной широты. Погрешность в определении высоты может составлять до 16 м.
Скачать данные можно через https://earthexplorer.usgs.gov/, через плагин для QGIS SRTM Downloader или с помощью https://opentopography.org/ (у них есть свой плагин в QGIS).
ALOS
ALOS (AW3D30) — цифровая модель поверхности с размером пикселя 30 м в бесплатной версии и 5 м в платной (которая и стала основой для менее точной бесплатной версии). Покрывает почти всю земную поверхность. Погрешность в определении высоты до 5 м.
Скачать данные можно с помощью https://opentopography.org/.
ASTER
ASTER — цифровая модель поверхности с размером пикселя в 30 м почти на всю поверхность земли. В различных исследованиях (например в этом и этом) ASTER отмечается, как наименее точная из глобальных конкурентов, но разница не критичная, да и точность ЦМР меняется в зависимости от региона.
Скачать данные можно на https://search.earthdata.nasa.gov/search/?fi=ASTER
Copernicus GLO-30
Copernicus GLO-30 — еще одна популярная цифровая модель поверхности и тоже покрывает почти всю поверхность Земли, вертикальную ошибку оценивают в 4 м по информации создателей.
Скачать данные можно с помощью https://opentopography.org/
FABDEM
FABDEM — глобальная цифровая модель рельефа (DTM) с размером пикселя в 30 м. Доступна для территорий между 60° южной и 80° северной широты. На данный момент единственная глобальная бесплатная DTM. Высоты лесов и зданий удалены с помощью машинного обучения, о чем подробнее можете почитать в нашем отдельном посте.
Скачать данные можно с помощью https://data.bris.ac.uk/data/dataset/s5hqmjcdj8yo2ibzi9b4ew3sn
REMA
ЦМР для Антарктиды REMA (The Reference Elevation Model of Antarctica) — цифровая модель поверхности только для территории Антарктиды, но с размером пикселя до 2 м, а вертикальная погрешность некоторых пикселей может быть меньше 1 м.
Скачать данные можно на https://www.pgc.umn.edu/data/rema/
Arctic DEM
Arctic DEM — цифровая модель поверхности только для территории Арктики с размером пикселя до 2 м, но такая версия доступна только для образовательных и исследовательских целей, поэтому потребуется специальная регистрация. В открытом доступе для всех пользователей доступна версия с разрешением 10 м.
Скачать данные можно на https://www.pgc.umn.edu/data/arcticdem/
В конце хочу добавить немного о вертикальных погрешностях. Создатели различных ЦМР публикуют информацию о вертикальной ошибке при определении высот. Это среднее значение, и различные исследования в определенных регионах могут фиксировать вертикальную погрешность немного выше указанных значений. Не знаете, какую ЦМР выбрать? Берите ALOS как считающуюся самой точной или SRTM, которая считается классикой. Если видите какие-то странности или пустоты, то попробуйте другую ЦМР, возможно она лучше всего подходит для вашей территории.
Связанные статьи:
Материал подготовил Александр Зуев
