7: Національна інфраструктура просторових даних II
- Page ID
- 36771
Національна інфраструктура просторових даних II
Девід ДіБіаз
7.1. Огляд
Розділи 6 та 7 розглядають походження та характеристики рамкових тем даних, які складають запропоновану Сполученими Штатами Національну інфраструктуру просторових даних (NSDI). У главі 6 розглядалися теми геодезичного контролю та ортозображення. Цей розділ описує походження, характеристики та поточний стан висоти, транспорту, гідрографії, урядових підрозділів та кадастрових тем.
Цілі
Студенти, які успішно завершили главу 7, повинні мати можливість:
- Враховуючи регулярний або нерегулярний масив точкових висот, побудувати тріангульовану нерегулярну мережу, інтерполювати інтерполяцію контурних інтервалів і намалювати контурні лінії;
- Порівняти векторні та растрові зображення рельєфу місцевості;
- Отримання та перегляд цифрових даних про висоту з Національного набору даних висот;
- Обчислити інтерпольовану висоту точки на основі сусідніх відміток;
- Контраст характеристик трьох глобальних продуктів даних про висоту;
- Опишіть характеристики та поточний стан тем гідрографії, транспорту та урядових підрозділів NSDI, реалізованих у Національній карті USGS; і
- Інтерпретувати розмір та відносне розташування земельної ділянки, визначеної з точки зору системи громадського землеустрою США.
Коментарі та запитання
Зареєстровані студенти можуть залишати коментарі, запитання та відповіді на запитання щодо тексту. Особливо вітаються анекдоти, які пов'язують текст глави з вашим особистим або професійним досвідом. Крім того, в системі управління курсами ANGEL доступні дискусійні форуми для коментарів і питань на теми, якими ви, можливо, не захочете ділитися з усім світом.
Щоб залишити коментар, прокрутіть вниз до текстового поля під «Опублікувати новий коментар» і почніть вводити текст у текстовому полі, або ви можете відповісти на існуючу гілку. Коли ви закінчите вводити текст, натисніть кнопку «Попередній перегляд» або «Зберегти» (Зберегти фактично надішле ваш коментар). Після того, як ваш коментар буде опублікований, ви зможете редагувати або видаляти його за потребою. Крім того, ви зможете відповісти на інші публікації в будь-який час.
Примітка: перші кілька слів кожного коментаря стають його «заголовком» у гілці.
7.2. Контрольний список
Наступний контрольний список призначений для студентів штату Пенн, які зареєстровані для класів, в яких цей текст, і пов'язані вікторини та проекти в системі управління курсами ANGEL були призначені. Можливо, вам буде корисно спочатку роздрукувати цю сторінку, щоб ви могли слідувати інструкціям.
| Крок | Діяльність | Доступ/Напрямки |
|---|---|---|
| 1 | Читати главу 7 | Це друга сторінка глави. Натисніть на посилання внизу сторінки, щоб продовжити або повернутися до попередньої сторінки, або перейти до верхньої частини глави. Ви також можете переміщатися по тексту за посиланнями в меню GEOG 482 зліва. |
| 2 | Надіслати 3 практичні вікторини, включаючи:
Практичні вікторини не оцінюються і можуть бути подані більше одного разу. | Перейдіть до ANGEL> [розділ курсу] > вкладка Уроки > Розділ 7 папка > [вікторина] |
| 3 | Виконайте дії «Спробуйте це», включаючи:
Діяльність «Спробуйте це» не оцінюється. | Інструкції надаються для кожного виду діяльності. |
| 4 | Надішліть главу 7 градуйовану вікторину | ANGEL > [розділ вашого курсу] > вкладка Уроки > Розділ 7 папка > Розділ 7 градуйована вікторина. Див. вкладку Календар в ANGEL дати. |
| 5 | Читайте коментарі та запитання, розміщені однокурсниками. Додавайте свої коментарі та питання, якщо такі є. | Коментарі та питання можуть бути розміщені на будь-якій сторінці тексту або на дискусійному форумі, присвяченому главі в ANGEL. |
7.3. Тема: Висота
Введення та керівництво NSDI Framework (FGDC, 1997, стор. 19) вказує на те, що «дані про висоту використовуються в багатьох різних додатках». Цивільні програми включають розмежування заплави, планування та будівництво доріг, дренаж, стоки та розрахунки втрат ґрунту, а також розміщення стільникової вежі, серед багатьох інших. Дані висот також використовуються для зображення поверхні місцевості різними способами, від контурів до рельєфного затінення та тривимірних перспективних поглядів.
NSDI Framework вимагає «матриці висот» для наземних поверхонь. Тобто місцевість повинна бути представлена у вигляді сітки значень висот. Відстань (або роздільна здатність) сітки висот може відрізнятися між ділянками високого та низького рельєфу (тобто горбистий і рівнинний). Зокрема, у Рамковому введенні зазначено, що
Значення висот збиратимуться з інтервалом після 2 дугових секунд (приблизно 47,4 метра на 40° широти) або більш тонким. У районах з низьким рельєфом буде шуканий інтервал 1/2 дуги секунди (приблизно 11,8 метрів на широті 40°) або більш тонкий (FGDC, 1997, стор. 18).
Тема висот також включає батиметрію - глибини під водними поверхнями - для прибережних зон та внутрішніх водойм. Зокрема,
Для глибин каркас складається з зондувань і моделі з сітчастим дном. Глибина води визначається щодо конкретної вертикальної опорної поверхні, зазвичай отриманої за результатами приливних спостережень. У майбутньому це вертикальне посилання може базуватися на глобальній моделі геоїда або еліпсоїда, яка є посиланням для вираження вимірювань висоти в Глобальній системі позиціонування (Там же).
USGS несе провідну відповідальність за тему висоти. Висота також є ключовим компонентом Національної карти USGS. Наступні кілька сторінок розглядають, як створюються висоти і глибини, як вони представлені в цифрових географічних даних і як вони можуть бути зображені картографічно.
7.4. Векторні та растрові підходи
Терміни растр і вектор були введені ще в главі 1 для позначення двох принципово різних стратегій представлення географічних явищ. Обидві стратегії передбачають спрощення нескінченної складності поверхні Землі. Оскільки це стосується даних висот, растровий підхід передбачає вимірювання висоти на вибірці місць. Векторний підхід, з іншого боку, передбачає вимірювання місць розташування зразка висот. Сподіваюся, що ця відмінність буде зрозуміла вам до кінця цієї глави.
Векторні та растрові зображення однієї поверхні місцевості.
На ілюстрації вище порівнюється, як дані висот представлені у векторних та растрових даних. Зліва - контури висот, векторне зображення, яке знайоме кожному, хто використовував топографічну карту USGS. Технічний термін для контуру піднесення - цеаритм, від грецьких слів, що позначають «те саме» і «число». Терміни ізолайн, ізограма, і ізоплет все означають більш-менш одне і те ж. (Див. Будь-який текст картографії для відмінностей.)
Як ви побачите пізніше в цьому розділі, коли ви вивчаєте дані гіпсографії цифрового лінійного графіка за допомогою Global Mapper або dlgv 32 Pro, висоти у векторних даних кодуються як атрибути лінійних об'єктів. Тому розподіл точок висот по чотирикутнику є нерегулярним. Растрові дані висот, навпаки, складаються з сіток точок, в яких висота кодується через рівні проміжки часу. Растрові дані висот - це те, що називається NSDI Framework та Національна карта USGS. Цифрові контури тепер можна легко візуалізувати з растрових даних. Однак значна частина растрових даних висот, що використовуються в Національній карті, була отримана з цифрових векторних контурів та гідрографії (потоки та берегові лінії). З цієї причини ми розглянемо векторний підхід до представлення місцевості в першу чергу.
7.5. Контури
Контурні лінії простежують висоту поверхні місцевості з регулярними інтервалами (Raisz, 1948. © McGraw-Hill, Inc. Використовується за дозволом).
Малювання контурних ліній - це спосіб зображення поверхні місцевості за допомогою зразка висот. Замість того, щоб вимірювати та зображувати висоту в кожній точці, ви вимірюєте лише вздовж ліній, на яких серія уявних горизонтальних площин прорізається через поверхню місцевості. Чим більше уявних площин, тим більше контурів, і тим більше деталей фіксується.
Контурні лінії, що представляють ту ж місцевість, що і на першому малюнку, але в плані. (Раїз, 1948. © Макгроу-Хілл, Inc. використовується за дозволом).
Поки фотограмметричні методи не досягли повноліття в 1950-х роках, топографи в полі накидали контури на 15-хвилинній серії топографічних чотирикутників USGS. З тих пір контури, показані на більшості 7,5-хвилинних квадроциклів, були складені із стереоскопічних зображень місцевості, як описано в главі 6. Сьогодні комп'ютерні програми малюють контури автоматично з точкових висот, які фотограмметристи складають стереоскопічно.
Хоча в наші дні рідко малювати контури рельєфу висот вручну, все ж варто знати, як. На наступних кількох сторінках у вас буде шанс попрактикувати техніку, яка аналогічна тому, як це роблять комп'ютери.
7.6. Контурна пластика вручну
Ця сторінка проведе вас через методичний підхід до візуалізації контурних ліній з масиву точкових висот (Rabenhorst and McDermott, 1989). Щоб отримати максимальну користь від цієї демонстрації, я пропоную вам роздрукувати ілюстрацію в прикріпленому файлі зображення. Знайдіть олівець (бажано один з гумкою!) і straightedge, і дублювати кроки, проілюстровані нижче. A «Спробуйте це!» діяльність буде слідувати за цим покроковим вступом, надаючи вам шанс піти соло.
Початок тріангульованої нерегулярної мережі.
Починаючи з найвищої висоти, проведіть прямі лінії до найближчих відміток сусідніх плям. Після того, як ви з'єднаєтеся з усіма точками, які сусідять з найвищою точкою, почніть знову з другої найвищої висоти. (Вам доведеться прийняти деякі суб'єктивні рішення щодо того, які пункти є «сусідами», а які ні.) Слідкуючи за тим, щоб не малювати трикутники поперек потоку, продовжуйте до тих пір, поки поверхня не буде повністю триангульована.
Повний ІПН. Зверніть увагу, що сторони трикутника не повинні перетинати гідрологічні особливості (тобто потік) на поверхні місцевості.
В результаті виходить тріангульована нерегулярна мережа (ІПН). TIN - векторне зображення суцільної поверхні, яка повністю складається з трикутних граней. Вершини трикутників - це точкові висоти, які, можливо, були виміряні в полі шляхом вирівнювання, або в майстерні фотограмметриста зі стереоплотером, або іншими засобами. (Точкові відмітки, отримані фотограмметрично, називаються точками маси.) Корисна характеристика TIN полягає в тому, що кожна трикутна грань має єдиний ступінь нахилу і напрямок. Трохи фантазії і практики можна візуалізувати підстилаючу поверхню з ІПН навіть без нанесення контурів.
Цікаво, чому я пропоную вам не дозволяти сторонам трикутника, що складають ІПН, перетнути потік? Ну, якби ви це зробили, потік, здавалося б, біжить уздовж пагорба, а не вниз по долині, як слід. На практиці точкові висоти завжди вимірюватимуться в декількох точках вздовж потоку, а також уздовж хребтів. Фотограмметристи називають точкові висоти, зібрані вздовж лінійних ознак, як лінії перегинів (Maune, 2007). Я опустив лінії перегинів з цього прикладу просто зробити точку.
Ви можете помітити, що існує не один правильний спосіб оформлення ІПН. Як ви побачите, вирішити, які точкові висоти є «поблизу сусідів», а які ні, є суб'єктивним у деяких випадках. З цим елементом суб'єктивності пов'язаний той факт, що вірність контурної карти значною мірою залежить від розподілу точкових висот, на яких вона заснована. Загалом, щільність висот плям повинна бути більшою там, де височини рельєфу сильно різняться, і більш рідкісними там, де рельєф тонко змінюється. Аналогічно, чим менше інтервал контуру, який ви збираєтеся використовувати, тим більше точкових висот вам потрібно.
(Існують алгоритми тріангуляції нерегулярних масивів, які виробляють унікальні рішення. Один підхід називається тріангуляцією Делоне, яка в одній з обмежених форм корисна для представлення поверхонь місцевості. Відмінною геометричною характеристикою тріангуляції Делоне є те, що коло, що оточує кожну сторону трикутника, не містить іншої вершини.)
Відмітки малюються там, де контури висот перетинають краї кожної грані TIN.
Тепер намалюйте галочки, щоб відзначити точки, в яких контури висот перетинають кожну сторону трикутника. Наприклад, побачити сторону трикутника, яка з'єднує точкові відмітки 2360 і 2480 в нижньому лівому куті ілюстрації вище? Одна галочка малюється на трикутнику, де перетинається контур, що представляє висоту 2400. Тепер знайдіть дві точки висот, 2480 і 2750, в тому ж нижньому лівому куті. Зверніть увагу, що три галочки розміщуються там, де перетинаються контури, що представляють висоти 2500, 2600 і 2700.
Цей крок повинен нагадати вам про схему класифікації рівних інтервалів, про яку ви прочитали в розділі 3. Правильний вибір інтервалу контуру залежить від мети проекту картографування. Взагалі, контурні інтервали збільшуються пропорційно мінливості поверхні рельєфу. Слід зазначити, що припущення про те, що височини збільшуються або зменшуються з постійною швидкістю, звичайно, не завжди є правильним. Ми розглянемо це питання більш докладно пізніше.
Нитка контурів висот через ІПН.
Нарешті, намалюйте контурні лінії. Працюючи вниз по схилу від найвищої позначки, різьблення контурів через кліщі рівної величини. Перейдіть на наступну найвищу висоту, коли поверхня здається неоднозначною.
Майте на увазі наступні характеристики контурних ліній (Rabenhorst and McDermott, 1989):
- Контури завжди повинні вказувати вгору за течією в долині
- Контури завжди повинні спрямовувати вниз по гребенях
- Сусідні контури завжди повинні бути послідовними або рівнозначними
- Контури ніколи не повинні розділятися на дві частини
- Контури ніколи не повинні перетинатися або петля
- Контури ніколи не повинні спіралі
- Контури ніколи не повинні зупинятися посередині карти
Як ваша готова карта порівнюється з тією, яку я намалював нижче?
СПРОБУЙТЕ ЦЕ !
Тепер спробуйте свої сили в контурної пластиці самостійно. Мета цієї практичної діяльності полягає в тому, щоб дати вам більше досвіду в контуруванні поверхонь місцевості.
- Спочатку перегляньте зображення нерегулярного масиву з 16 точкових висот.
- Роздрукуйте зображення.
- Скористайтеся процедурою, описаною в цьому уроці, щоб намалювати контурні лінії, що представляють поверхню місцевості, з якої були вибрані відмітки точок. Ви можете виявити, що це помірно складне завдання, яке займає близько півгодини, щоб зробити добре. ПОРАДА: позначте галочками, щоб було легше їх з'єднувати.
- Коли закінчите, порівняйте результат з існуючою картою.
Ось пара дещо простіших проблем і рішень на випадок, якщо вам потрібно трохи більше практики.
- Практика Проблема #1
- Практика Проблеми #1 Рішення
- Практика Проблема #2
- Практика Проблеми #2 Рішення
Вам буде запропоновано знову продемонструвати свою контурну здатність у вікторині Уроку 7 та на підсумковому іспиті.
Кевін Сабо (особисте спілкування, зима 2002) зауважив, що «Якщо вам було досить прикро, щоб бути ручним контуром даних у 1960-х і 70-х роках, ви, можливо, принаймні мали допомогу змінної шкали Гербера. Після контурної пластики рук в Уроці 7 я впевнений, що хотів, щоб у мене був Гербер!»
ПРАКТИКА ВІКТОРИНИ
Зареєстровані студенти штату Пенн повинні повернутися зараз до папки Chapter 7 в ANGEL (через меню Ресурси ліворуч), щоб пройти самооцінку вікторини про контурінг. Ви можете приймати практичні вікторини стільки разів, скільки хочете. Вони не забиваються і ніяк не впливають на вашу оцінку.
7.7. Цифровий лінійний графік (DLG)
ІДЕНТИФІКАЦІЯ
Цифрові лінійні графіки (DLG) - це векторні зображення більшості функцій та атрибутів, показаних на топографічних картах USGS. Окремі набори функцій (викладені в таблиці нижче) кодуються окремими цифровими файлами. DLG існують у трьох масштабах: малий (1:2 000 000), проміжний (1:100 000) і великий (1:24 000). Масштабні DLG виробляються в плитках, які відповідають 7,5-хвилинним топографічним чотирикутникам, з яких вони були отримані.
| Шар | особливості |
|---|---|
| Громадська система землеустрою (PLSS) | Лінії селища, діапазону та перерізу |
| Межі | Державні, повітові, міські та інші національні та державні землі, такі як ліси та парки |
| Транспортування | Дороги та стежки, залізниці, трубопроводи та лінії електропередачі |
| Гідрографія | Проточна вода, стояча вода та водно-болотні угіддя |
| Гіпсографія | Контури та додаткові відмітки точок |
| Невегетативні особливості | Льодовикова морена, лава, пісок та гравій |
| Контроль обстеження та маркери | Горизонтальні і вертикальні пам'ятники (третього порядку або краще) |
| рукотворні особливості | Культурні особливості, такі як будівля, не зібрані в інших категоріях даних |
| Ліси, скраб, сади та виноградники | Рослинний поверхневий покрив |
Шари та вміст великомасштабних файлів цифрового лінійного графіка. Не всі шари доступні для всіх чотирикутників (USGS, 2006).
Частина трьох шарів цифрового лінійного графіка (DLG) для USGS Bushkill, PA чотирикутник; зображення за допомогою програмного забезпечення Global Mapper (dlgv32 Pro). Особливості транспортування довільно пофарбовані в червоний колір, гідрографія синій і гіпсографія коричневий. Квадратні символи є вузлами, а трикутники представляють багатокутники центроїди.
ЯКІСТЬ ДАНИХ
Як і інші продукти даних USGS, DLG відповідають Національним стандартам точності карт. Крім того, однак DLG тестуються на логічну узгодженість топологічних зв'язків між елементами даних. Подібно до Tiger/Line Бюро перепису населення, сегменти ліній в DLG повинні починатися і закінчуватися в точкових об'єктах (вузлах), а відрізки ліній повинні бути обмежені з обох сторін об'єктами площі (полігонами).
ПРОСТОРОВА ДОВІДКОВА ІНФОРМАЦІЯ
ДЛГ гетерогенні. Деякі використовують координати UTM, інші - координати площини стану. Одні засновані на NAD 27, інші на NAD 83. Висотні позначки посилаються або на NGVD 29 або NAVD 88 (USGS, 2006a).
СУТНОСТІ ТА АТРИБУТИ
Базовими елементами файлів DLG є вузли (позиції), відрізки ліній, що з'єднують два вузли, і області, утворені трьома і більше відрізками ліній. Кожен вузол, сегмент лінії та область асоціюються з цілочисельними кодами атрибутів, що складаються з двох частин. Наприклад, відрізок лінії, пов'язаний з кодом атрибута «050 0412», являє собою гідрографічний об'єкт (050), зокрема потік (0412).
РОЗПОВСЮДЖЕННЯ
Не всі шари DLG доступні для всіх областей у всіх трьох масштабах. Покриття завершено на рівні 1:2 000 000. У проміжному масштабі, 1:100 000 (30 хвилин по 60 хвилин), всі файли гідрографії та транспортування доступні для всієї США, і планується повне національне покриття. При 1:24 000 (7,5 хвилин на 7,5 хвилин) покриття залишається плямистим. Файли знаходяться у відкритому доступі і можуть використовуватися для будь-яких цілей без обмежень.
Великі та проміжні DLG доступні для завантаження через систему EarthExplorer. Ви можете побудувати 1:2 000 000 DLG в режимі он-лайн в Національному атласі USGS США.
ЦИФРОВИЙ ЛІНІЙНИЙ ГРАФ ГІПСОГРАФІЯ
В одному сенсі DLG - це стільки ж «застарілих» даних, скільки застарілі топографічні карти, з яких вони були зроблені. Тим не менш, дані DLG служать первинними або вторинними джерелами для декількох тем Національної карти USGS, включаючи гідрографію, кордони та транспорт. Однак дані гіпсографії DLG не включені до Національної карти. Передбачається, що користувачі ГІС можуть генерувати контури висот за потребою від DEMs. Однак шари гіпсографії та гідрографії DLG є кращими джерелами, з яких виробляються DEMs USGS.
Частина шарів гіпсографії та гідрографії великомасштабного цифрового лінійного графіка (DLG). USGS Bushkill, PA чотирикутник; зображення за допомогою програмного забезпечення Global Mapper (dlgv32 Pro).
Гіпсографія відноситься до вимірювання та зображення поверхні місцевості, зокрема з контурними лініями. Для отримання шарів гіпсографії DLG було використано кілька різних методів, включаючи:
- Сканування контурних ліній на фотоплівкових або паперових картах, перетворення відсканованих растрових даних у вектори, подальше редагування та присвоєння векторних ознак;
- Вручну оцифрування та віднесення контурних ліній на фотографічних плівках або паперових картах; і
- Виготовлення контурів фотограмметричними процесами.
Кращим методом є оцифровка контурних ліній вручну у векторному режимі, а потім введення відповідних даних атрибутів висоти.
Виділено виділену лінію контуру, а її атрибути повідомлено у вікні Global Mapper. Зверніть увагу, що лінійний об'єкт приписується унікальним кодом ідентифікатора елемента (LE01, 639) та висотою (1000 футів).
СПРОБУЙ ЦЕ!
ВИВЧЕННЯ DLG ЗА ДОПОМОГОЮ ГЛОБАЛЬНОГО КАРТОГРАФА (DLGV32 PRO)
Тепер я хотів би, щоб ви використали програмне забезпечення Global Mapper (або dlgv32 Pro) для дослідження характеристик шару гіпсографії цифрового лінійного графіка USGS (DLG). Наведені нижче інструкції припускають, що на комп'ютері вже встановлено програмне забезпечення. (Якщо ви цього не зробили, поверніться до інструкцій із встановлення, представлених раніше в розділі 6). Спочатку ви завантажите і зразок файлу DLG. У наступному занятті ви зможете знайти та завантажити дані DLG для вашого району.
- Якщо ви цього ще не зробили, створіть каталог під назвою «USGS Data» на жорсткому диску, куди ви подаєте матеріали курсу.
- Далі завантажуємо архів даних DLG.zip. ZIP-архів має розмір 1,2 Мб і займе приблизно 15 секунд для завантаження через високошвидкісний DSL або кабель, або близько 4 хвилин 15 секунд через модем 56 Кбіт/с.
- Тепер розпакуйте архів в директорію на жорсткому диску.
- Відкрийте архів DLG.zip.
- Створіть підкаталог під назвою «DLG» в каталозі, в якому ви зберігаєте дані для цього класу.
- Витягніть всі файли в архіві ZIP до вашого нового підкаталогу.
Кінцевим результатом буде п'ять підкаталогів, кожен з яких містить файли даних, що складають «шар» DLG, разом з головним каталогом.
- Запустіть глобальний маппер або dlgv32 Pro.
- Відкрийте цифровий лінійний графік, вибравши «Файл» > «Відкрити як новий...», а потім перейдіть до каталогу «DLG/Hypso». Відкрийте файл 'hp01catd.ddf' (ви можете відкрити до чотирьох файлів відразу в пробній версії Global Mapper.) Дані відповідають 7,5-хвилинному чотирикутнику для Бушкілла, П.А. Файл закодований у форматі стандарту передачі просторових даних (SDTS). Для отримання інформації про SDTS див. підручник з SDTS (формат PDF).
- Global Mapper може попросити вас направити його до файлу «Головний словник даних». Якщо так, перейдіть до і виберіть файл 'DLG/Masterdlg/dlg3mdir.ddf'
- Експериментуйте з інструментами Global Mapper. Використовуйте «Масштаб» і «Панорамування» для збільшення та прокручування по DLG. Кнопка Full View (кнопка з піктограмою будинку) оновлює початковий повний перегляд набору даних.
- Інструмент «Інформація про об'єкт» дозволяє запитувати атрибути певної функції. Спробуйте клацнути один відрізок лінії. Зауважте, що ви можете відобразити атрибути функції у нижній лівій частині вікна програми, просто наведіть вказівник миші на цю функцію.
- Інструмент «Вимірювання» (піктограма лінійки) дозволяє не тільки вимірювати відстань під час польоту ворони, але й бачити область, обнесену серією відрізків ліній, намальованих повторними клацаннями миші. Знову зверніть увагу на інформацію про місцезнаходження, яка надається вам в нижній частині вікна програми.
- Деякі інструменти, наприклад, інструмент «Профіль 3D-контура/лінія зору» (поряд із інструментом «Інформація про можливості») не працюють у безкоштовній (незареєстрованій) версії Global Mapper.
- Пробна версія Global Mapper дозволяє відкривати і переглядати до чотирьох файлів одночасно. Можливо, вам буде цікаво відкрити та порівняти файл гіпсографії Bushkill DLG та відповідний DRG, який ви переглянули на уроці 6. Зауважте, що ви можете вмикати та вимикати шари та навіть регулювати їх прозорість у меню Інструменти > Центр керування. Як контури в DLG порівнюються з тими, що знаходяться в ДРГ? Чим пояснюється різниця?
- Global Mapper надає метадані, які вам знадобляться, щоб відповісти на питання в практичній вікторині. Щоб отримати доступ до метаданих, перейдіть у меню Інструменти > Центр керування, а потім натисніть кнопку Метадані.
7.8. Цифрова модель висоти (DEM)
Термін «Цифрова модель висоти» має як загальні, так і специфічні значення. Загалом, ЦМР - це будь-яке растрове представлення поверхні місцевості. Зокрема, ЦМР є продуктом даних Геологічної служби США. Тут ми розглянемо характеристики DEMs, вироблених USGS. Пізніше в цьому розділі ми розглянемо джерела глобальних даних про місцевість.
ІДЕНТИФІКАЦІЯ
USGS DEMs - це растрові сітки значень висот, які розташовані в послідовності профілів півден-північ. Як і інші дані USGS, DEMs вироблялися спочатку в плитках, які відповідають топографічним чотирикутникам. Широкомасштабні (7,5-хвилинні та 15-хвилинні), проміжні масштаби (30 хвилин) та малі масштаби (1 градус) були створені для всієї США. Роздільна здатність ЦМР є функцією відстані профілів на схід-захід та відстані між точками висот на південь у межах кожного профілю.
DEMs, що відповідають 7,5-хвилинним чотирикутникам, доступні з роздільною здатністю 10 метрів для багатьох, але не для всіх, покриття США завершено з 30-метровою роздільною здатністю. У цих великих масштабах профілі висот DEMs вирівнюються паралельно центральному меридіану локальної зони UTM, як показано на ілюстрації нижче. Подивіться, як виглядає нахил плитки DEM на ілюстрації нижче? Це пов'язано з тим, що кутові точки визначаються в непроектованих географічних координатах, які відповідають кутовим точкам чотирикутника USGS. Чим далі чотирикутник знаходиться від центрального меридіана зони UTM, тим більше він нахилений.
Розташування профілів висот у великомасштабній цифровій моделі висот USGS (USGS, 1987).
Як показано нижче, розташування профілів висот відрізняється у проміжних і дрібномасштабних ДЕМ. Як і меридіани в північній півкулі, профілі в 30-хвилинних і 1-градусних DEMs сходяться до північного полюса. З цієї причини роздільна здатність проміжних та дрібномасштабних DEMs (тобто інтервал значень висот) виражається інакше, ніж для великомасштабних DEMs. Роздільна здатність 30-хвилинних DEMs, як кажуть, становить 2 дугові секунди, а 1-градусні DEMs - 3 дугові секунди. Оскільки секунда дуги становить 1/3600 градуса, значення висоти в 3-дуговій секунді DEM розташовані на відстані 1/1200 градусів один від одного, представляючи комірку сітки близько 66 метрів «в ширину» на 93 метри «заввишки» на 45º широти.
Розташування профілів висот у невеликому масштабі Цифрова модель рельєфу USGS (USGS, 1987).
Переважним методом отримання значень висот, що заповнюють профілі DEM, є інтерполяція з шарів гіпсографії та гідрографії DLG (включаючи шар гідрографії дозволяє аналітикам окреслювати долини з меншою невизначеністю, ніж лише гіпсографія). Деякі старі DEMs були виготовлені з контурів висот, оцифровані з паперових карт або під час фотограмметричної обробки, а потім згладжені, щоб відфільтрувати помилки. Інші були зроблені фотограмметрично з аерофотознімків.
ЯКІСТЬ ДАНИХ
Вертикальна точність DEMs виражається у вигляді середньої квадратної похибки (RMSE) зразка щонайменше 28 точок висоти. Цільова точність для великомасштабних DEMs становить сім метрів; 15 метрів - максимальна допустима похибка.
ПРОСТОРОВА ДОВІДКОВА ІНФОРМАЦІЯ
Як і DLG, USGS DEMs гетерогенні. Вони відливаються на універсальну поперечну проекцію Меркатора, яка використовується в локальній зоні UTM. Деякі DEMs засновані на північноамериканській датумі 1983, інші на NAD 27. Висотні позначки в деяких DEMs посилаються на NGVD 29 або NAVD 88.
СУТНОСТІ ТА АТРИБУТИ
Кожен запис у ЦМР — це профіль точок висот. Записи включають координати UTM початкової точки, кількість точок висот, що слідують у профілі, та значення висоти, що складають профіль. Крім початкової точки, положення інших точок висот не повинні бути закодовані, оскільки їх інтервал визначається. (Пізніше в цьому уроці ви завантажите зразок файлу USGS DEM. Спробуйте відкрити його в текстовому редакторі, щоб побачити, про що я говорю.)
РОЗПОВСЮДЖЕННЯ
Плитки DEM доступні для безкоштовного завантаження через багато державних та регіональних інформаційних центрів. Ви можете знайти ці джерела, шукаючи частину Geodata на сайті Data.Gov, раніше окремий сайт Geospatial One Stop.
У рамках своєї ініціативи «Національна карта», USGS розробила «безшовний» Національний набір даних висот, який походить від DEMs, серед інших джерел. Дані NED доступні в трьох дозволах: 1 дугова секунда (приблизно 30 метрів), 1/3 секунди дуги (приблизно 10 метрів) та 1/9 секунди дуги (приблизно 3 метри). Покриття коливається від повного на 1 дугову секунду до надзвичайно розрідженого на 1/9 дугової секунди. Тут публікується обширний FAQ щодо даних NED. Другий з двох наступних дій передбачає завантаження даних NED та перегляд їх у Global Mapper.
СПРОБУЙ ЦЕ!
ВИВЧЕННЯ DEMS ЗА ДОПОМОГОЮ ГЛОБАЛЬНОГО КАРТОГРАФА (DLGV32 PRO)
Глобальний Mapper знову! Цього разу ви досліджуєте характеристики ЦМР USGS. Наведені нижче інструкції припускають, що ви вже встановили програмне забезпечення на свій комп'ютер. (Якщо ви цього не зробили, поверніться до інструкцій із встановлення, представлених раніше в розділі 6). Інструкція нагадає, як відкрити DEM в dlgv32 Pro. У практичній вікторині, яка слідує, вам будуть задаватися питання вимагають вивчити дані для відповідей.
- Спочатку завантажте архів даних DEM.zip. ZIP-архів має розмір 2,5 Мб, і завантаження через високошвидкісний DSL або кабель займе близько 30 секунд, або майже 9 хвилин через модем 56 Кбіт/с. Якщо ви не можете завантажити файл, негайно зв'яжіться з моїм асистентом або зі мною, щоб ми могли допомогти вам вирішити проблему.
- Тепер розпакуйте архів в директорію на жорсткому диску.
- Відкрийте архів DEM.zip.
- Створіть підкаталог з назвою «DEM» в каталозі, в якому ви зберігаєте дані класу.
- Витягніть всі файли в архіві ZIP до вашого нового підкаталогу.
Кінцевим результатом будуть два підкаталоги, один з яких містить 30-метровий ЦМР, інший 10-метровий DEM. Ці набори даних знаходяться в більш ранньому форматі розподілу даних ЦМР USGS - дані висоти в горизонтальних (піксельних) одиницях метрів і репрезентативні області, охопленій аркушем топографічної карти 1:24 000. У Спробуйте це, що слідує за цим, ви побачите, що параметри формату розповсюдження розширилися.
- Запустіть глобальний маппер.
- Відкрийте цифрову модель висоти, вибравши Файл > Відкрити файл даних..., потім перейдіть до каталогу DEM_30m або DEM_10M, а потім відкрийте файл bushkill_pa.dem
- Використовуйте інструменти «Масштабування» та «Панорамування» для збільшення та прокручування ЦМР. Кнопка Full View (піктограма будинку) оновлює початковий повний перегляд набору даних.
- Global Mapper надає доступ до метаданих, які вам знадобляться, щоб відповісти на запитання у практичній вікторині. Щоб отримати доступ до метаданих, перейдіть у меню Інструменти > Центр керування, а потім натисніть кнопку Метадані.
Змінити зовнішній вигляд ЦМР можна в розділі «Параметри» Центру керування. Ви також можете змінити зовнішній вигляд ЦМР, вибравши «Інструменти» > «Налаштувати», а також змінивши параметри, зокрема, «Вертикальні параметри» та «Параметри шейдера». Щоб переглянути дані ЦМР з (поза) затіненням пагорба, знайдіть кнопку «Увімкнути/Вимкнути затінення гірки» на панелі інструментів шейдера (у лівому нижньому куті вона має сонячний спалах).
СПРОБУЙ ЦЕ!
ЗАВАНТАЖТЕ ВЛАСНІ ДАНІ НАЦІОНАЛЬНОГО НАБОРУ ДАНИХ ВИСОТ (NED)
- Перейдіть на сторінку висот сайту Національної карти USGS.
Прочитайте будь-яку інформацію там, яку ви виберете. - Перейдіть за посиланням на Національний переглядач карт.
Якщо ви хочете, також перейдіть за посиланням на докладні інструкції, які ви бачите в розділі Національний Map Viewer посилання. Наступних інструкцій у цій Спробуйте цього також має бути достатньо, і, можливо, докладніше трохи більше.Ви не побачите дані про висоту, перераховані в лівій панелі Накладання. USGS знаходиться в процесі додавання додаткових варіантів візуалізації, коли мова йде про дані висоти. Дивіться кнопку Hill Shade у верхньому правому куті області карти. - Використовуйте інструменти ГІС, розташовані над областю карти, для панорамування та збільшення масштабу області інтересу. Потім натисніть кнопку «Завантажити дані».
Виберіть контрольну область зі списку вибору. Типовим є індекс областей, охоплених серію топографічних карт 1:24 000.
Ви також можете вибрати весь поточний екстент карти, але залежно від рівня масштабування це може бути величезним набором даних.
Інструкції, знайдені за посиланням довідки, згадані вище, згадують, що ви можете визначити область на основі створення користувальницького багатокутника, але на даний момент я не бачу, як це робиться... - Потім натисніть на карту, щоб виділити конкретну область інтересу. Посилання на доступні набори даних з'явиться на лівій панелі під вкладкою «Виділення». (Кнопка «Усі результати» призведе до переліку кількох областей, на які ви натискаєте.) Перейдіть за посиланням для завантаження області, яка вас цікавить.
- У вікні «Доступні дані USGS» виберіть «Висота» у стовпці «Тема» та виберіть формат файлу зі списку вибору у стовпці «Формат».
Я знаю, що обидва формати GeoTIFF і ArcGrid сумісні з Global Mapper. (ArcGrid - це растровий формат компанії Esri. Ви будете використовувати програмне забезпечення Esri в майбутніх курсах.)
Натисніть кнопку Далі. - Вам буде надано список варіантів висот продукту.
Вибір, який буде відображати динамічний як тип, будуть тими, які відповідають вибору формату, який ви зробили у попередньому вікні. Інші поетапні набори даних попередньо упаковані та у форматах, зазначених у стовпці «Продукт», і, очевидно, перераховані незалежно від вибору формату, який ви зробили. Якщо кілька дозволів доступні, вони будуть перераховані.У списку продуктів встановіть прапорець для того, що ви хочете завантажити.
Натисніть кнопку Далі.
Перейдіть на панель Кошик праворуч. (Він може відкритися автоматично.)
Перейдіть на сторінку Оформлення замовлення, вкажіть свою адресу електронної пошти та надішліть замовлення за допомогою кнопки «Оформити замовлення».
Ви отримаєте повідомлення про те, що ваше замовлення було розміщено, і незабаром після цього буде надіслано електронний лист щодо вашого замовлення. Приблизно через півтори години після того, як я подав свій запит, я отримав другий електронний лист, що містить посилання для скачування. - Система створить ZIP-архів, який ви можете зберегти на жорсткому диску (наприклад, «09647011.zip»)
- Запустіть Global Mapper і відкрийте ZIP-архів. Програмне забезпечення може читати дані навіть у стислому вигляді; вам не потрібно витягувати вміст із ZIP-файлу. (Було б непогано подивитися на вміст архіву.zip, хоча б побачити кількість і тип включених файлів.)
- Зображення даних ЦМР має з'явитися у вікні Global Mapper, подібно до того, що показано нижче (навіть якщо зображення наведено нижче із старої версії Global Mapper).
- Знову ж таки, ви можете переглянути метадані, пов'язані з даними ЦМР, за допомогою меню «Інструменти» > «Центр керування». Зверніть увагу на розміри PIXEL, повідомлені в градусах дуги, на відміну від чогось типу метрів.
ПРАКТИКА ВІКТОРИНИ
Зареєстровані студенти штату Пенн повинні повернутися зараз до папки Chapter 7 в ANGEL (через меню Ресурси ліворуч), щоб пройти тест самооцінки про DLG та DEMs. Ви можете приймати практичні вікторини стільки разів, скільки хочете. Вони не забиваються і ніяк не впливають на вашу оцінку.
7.9. Інтерполяція
DEMs виробляються різними методами. Метод, який надає перевагу USGS, полягає в інтерполяції висот сітки з шарів гіпсографії та гідрографії цифрових лінійних графіків.
7,5-хвилинний DEM USGS та шари гіпсографії та гідрографії DLG, з яких він був виготовлений.
Точки висот у файлах гіпсографії DLG не регулярно розташовані. DEMs потрібно регулярно розміщувати, щоб підтримувати розрахунки нахилу, градієнта та обсягу, для яких вони часто використовуються. Відступи точок сітки повинні бути інтерпольовані від сусідніх точок висот. Наприклад, на малюнку нижче позначки сіткою, показані фіолетовим кольором, були інтерпольовані від нерівномірно розташованих висот плям, показаних червоним кольором.
Значення висоти в DEMs інтерполюються з нерегулярних масивів висот, виміряних фотограмметричними методами, або отримані з існуючих даних гіпсографії та гідрографії DLG.
Ось ще один приклад інтерполяції для відображення. На карті нижче показано, як середня температура повітря на поверхні 1995 року відрізнялася від середньої температури протягом 30-річного базового періоду (1951-1980). Температурні аномалії зображені для осередків сітки, які охоплюють 3° довготи на 2,5° широти.
1995 Аномалії температури поверхні. (Національний центр кліматичних даних, 2005).
Дані з сіткою, показані вище, були оцінені з температурних записів, пов'язаних з дуже нерегулярним масивом 3,467 місць, визначених на карті нижче. Нерегулярний масив перетворюється в звичайний масив за допомогою інтерполяції. Взагалі інтерполяція - це процес оцінки невідомого значення з сусідніх відомих значень.
Глобальна історична кліматична мережа. (Айшейд та ін., 1995).
Дані висот часто не вимірюються в рівномірно розташованих місцях. Фотограмметристи зазвичай проводять більше вимірювань там, де місцевість змінюється найбільше. Вони відносяться до щільних скупчень вимірювань, які вони приймають як «точки маси». Топографічні карти (і їх похідні, DLG) є ще одним багатим джерелом даних про висоту. Відступи можна вимірювати від контурних ліній, але очевидно, що контури не утворюють рівномірно розташованих сіток. Обидва методи породжують необхідність інтерполяції.
Інтерполяція проміжного значення на числовому рядку.
На ілюстрації вище показані три числові рядки, кожна з яких коливається за значенням від 0 до 10. Якщо вас попросили інтерполювати значення галочки з написом «?» на верхньому рядку номера, що б ви здогадалися? Оцінка «5» є розумною за умови, що значення між 0 і 10 збільшуються з постійною швидкістю. Якщо значення збільшуються з геометричною швидкістю, то фактичне значення «?» може бути зовсім іншим, як показано в нижньому рядку номера. Обґрунтованість інтерпольованого значення залежить, отже, від обґрунтованості наших припущень про природу підстилаючої поверхні.
Як я вже згадував у главі 1, поверхня Землі характеризується властивістю, яка називається просторовою залежністю. Місця поблизу, швидше за все, мають подібні висоти, ніж віддалені місця. Просторова залежність дозволяє припустити, що допустимо оцінювати значення висот шляхом інтерполяції.
Розроблено багато алгоритмів інтерполяції. Одним з найпростіших і широко використовуваних (хоча часто і не найкращий) є зворотна відстань зважений алгоритм. Завдяки властивості просторової залежності можна припустити, що передбачувані висоти більше схожі на прилеглі височини, ніж на далекі. Алгоритм оберненої відстані оцінює значення z точки P як функцію z-значень найближчих n точок. Чим віддаленіша точка, тим менше вона впливає на оцінку.
Процедура інверсної відстані зважених інтерполяцій.
ПРАКТИКА ВІКТОРИНИ
Зареєстровані студенти штату Пенн повинні повернутися зараз до папки Chapter 7 в ANGEL (через меню Ресурси ліворуч), щоб пройти самооцінку вікторини про інтерполяцію. Ви можете приймати практичні вікторини стільки разів, скільки хочете. Вони не забиваються і ніяк не впливають на вашу оцінку.
7.10. Ухил
Ухил - це міра зміни висоти. Це найважливіший параметр у кількох відомих прогнозних моделям, що використовуються для управління навколишнім середовищем, включаючи універсальне рівняння втрат ґрунту та моделі забруднення сільськогосподарських неточкових джерел.
Один із способів вираження нахилу - у відсотках. Щоб обчислити процентний ухил, розділіть різницю між висотами двох точок на відстань між ними, потім частку помножте на 100. Різниця висот між точками називається підйомом. Відстань між точками називається прогоном. Таким чином, відсоток нахилу дорівнює (підйом/пробіг) х 100.
Розрахунок процентного ухилу. Підйом 100 футів над пробігом 100 футів дає 100 відсотків схилу. 50-футовий підйом над 100-футовим пробігом дає 50-відсотковий нахил.
Інший спосіб висловити нахил - це кут нахилу, або ступінь нахилу. Як показано нижче, якщо ви візуалізуєте підйом і біг як сторони прямокутного трикутника, то ступінь нахилу - це кут, протилежний підйому. Оскільки ступінь нахилу дорівнює тангенсу дробу підйому/прогону, його можна обчислити як арктангенс підйому/прогону.
Підйом 100 футів над пробігом 100 футів дає кут нахилу 45°. Підйом 50 футів над пробігом 100 футів дає 26.6° кут нахилу.
Ви можете обчислити нахил на контурній карті, аналізуючи відстань між контурами. Однак, якщо у вас є багато значень нахилу для розрахунку, ви хочете автоматизувати процес. Виявляється, обчислення нахилів набагато простіше обчислити для даних висот з сіткою, ніж для векторних даних, оскільки висоти більш-менш однаково розташовані в растрових сітках.
Розроблено кілька алгоритмів для обчислення процентного ухилу і ступеня нахилу. Найпростіший і поширений називається метод сусідства. Метод сусідства обчислює нахил в одній точці сітки шляхом порівняння висот восьми точок сітки, які її оточують.
Алгоритм сусідства оцінює відсотковий нахил у комірці 5 шляхом порівняння висот сусідніх комірок сітки.
Алгоритм сусідства оцінює відсотковий нахил у комірці сітки 5 (Z5) як суму абсолютних значень схилу схід-захід та нахилу північ-південь та множення суми на 100. На наведеній нижче схемі показано, як розраховуються схил схід-захід та схил північ-південь. По суті, схил схід-захід оцінюється як різниця між сумами висот у першому і третьому стовпчиках матриці 3 х 3. Аналогічно нахил північ-південь - це різниця між сумами висот в першому і третьому рядах (зверніть увагу, що в кожному випадку середнє значення зважується множником два).
Алгоритм сусідства для розрахунку процентного ухилу.
Алгоритм сусідства обчислює нахил для кожної комірки в сітці висот, аналізуючи кожну околицю 3 х 3. Відсоток нахилу може бути перетворений на ступінь нахилу пізніше. Результатом є сітка значень схилів, придатних для використання в різних моделями втрат ґрунту та гідрологічних моделей.
7.11. Рельєфне затінення
Ви можете побачити окремі пікселі на збільшеному зображенні 7,5-хвилинної ЦМР нижче. Я використовував dlgv32 Pro «Градієнтний шейдер» для створення зображення. Кожен піксель представляє одну точку висоти. Пікселі затінені через 256 рівнів сірого. Темні пікселі представляють низькі висоти, світлі - високі.
Цифрова модель висот, в якій світлі пікселі представляють високі висоти, а темні пікселі - низькі висоти.
Також можна призначити значення сірого пікселям таким чином, щоб здавалося, що ЦМР висвітлюється зверху. Зображення нижче, яке показує ту саму частину ЦМР Бушкілла, що і зображення вище, ілюструє ефект, який називається затінення місцевості, затінення пагорба або затінений рельєф.
Затінене зображення місцевості, отримане з тієї ж ЦМР, як показано на наведених вище малюнках, за допомогою параметра Dlgv32 Pro Daylight Shader, з кольором поверхні, встановленим на сірий.
Зовнішній вигляд затіненого зображення місцевості залежить від декількох параметрів, включаючи вертикальне перебільшення. Натисніть кнопки під зображенням нижче, щоб порівняти чотири зображення місцевості Північної Америки, показані нижче, в яких висоти перебільшені 5 разів, 10 разів, 20 разів і 40 разів відповідно. (Вам потрібно буде встановити програвач Adobe Flash для того, щоб виконати цю вправу. Якщо у вас ще немає Flash плеєра, ви можете завантажити його безкоштовно з Adobe.)
Ефекти вертикального перебільшення на затіненому зображенні місцевості
Ще один впливовий параметр - кут освітлення. Натисніть кнопки, щоб порівняти зображення місцевості, які були освітлені з північного сходу, південного сходу, південного заходу та північного заходу. Чи здається, що місцевість перевернута на одному або декількох зображеннях? Щоб мінімізувати можливість інверсії місцевості, прийнято висвітлювати місцевість з північного заходу.
Вплив кута освітлення на затінене зображення місцевості.
7.12. Лідар
Для багатьох застосувань 30-метрові DEMs, вертикальна точність яких вимірюється в метрах, просто недостатньо деталізовані. Більшу точність і більш високу горизонтальну роздільну здатність можуть бути отримані фотограмметричними методами, але точна фотограмметрія часто занадто трудомістка і дорога для великих областей. Лідар - це цифрова техніка дистанційного зондування, яка забезпечує привабливу альтернативу.
Lidar позначає Світло виявлення і діапазон. Як і радар (Radio Detecting And Ranging), лідарні прилади передають та приймають імпульси енергії та дозволяють вимірювати відстань, відстежуючи час, що минув між передачею та прийомом. Однак замість радіохвиль лідарні прилади випромінюють лазерне світло (лазер розшифровується як Light Amplifications шляхом стимульованого випромінювання випромінювання).
Лідарні прилади, як правило, монтуються на маловисотних літаках. Вони випромінюють до 5000 лазерних імпульсів в секунду, через полосу землі близько 600 метрів завширшки (близько 2000 футів). Поверхня землі, рослинний навіс або інші перешкоди відображають імпульси, а приймач приладу виявляє частину зворотного розсіювання. Місії лідарного картографування покладаються на GPS для запису положення літака, а на інерційні навігаційні прилади (гіроскопи, які виявляють крок, рискання та клон літака), щоб відстежувати орієнтацію системи щодо поверхні землі.
В ідеальних умовах лідар може виробляти DEMs з 15-сантиметровою вертикальною точністю та горизонтальною роздільною здатністю кілька метрів. Його вартість непомірно висока для невеликих місій, але виправдана для великих проектів, в яких необхідна деталізація. Наприклад, лідар успішно використовується для виявлення тонких змін товщини льодового покриву Гренландії, які призводять до чистої втрати понад 50 кубічних кілометрів льоду щорічно.
Зображення Гренландії, розглянуте з півдня, показує зміни товщини льоду, виміряні повітряним лідаром. Товщина крижаного покриву зменшується на 40-60 см на рік у більш темних синіх областях (Центр космічних польотів Годдарда, н.д.).
Щоб дізнатись більше про використання лідара у картографуванні змін льодового покриву Гренландії, відвідайте Наукову студію візуалізації НАСА.
7.13. Глобальні дані висот
Ця сторінка профілює три продукти даних, які включають дані про висоту (і, в одному випадку, батиметрію) для всієї або більшої частини поверхні Землі.
ЕТОПО-1
Затінене та кольорове зображення місцевості, отримане з даних ETOPO1. (Національний центр геофізичних даних, 2009).
ETOPO1 - це цифрова модель висоти, яка включає як топографію, так і батиметрію для всього світу. Він складається з понад 233 мільйонів значень висот, які регулярно розміщуються на 1 хвилині широти та довготи. На екваторі горизонтальне дозвіл ETOPO1 становить приблизно 1,85 кілометра. Вертикальні положення вказані в метрах, і є дві версії набору даних: одна з висотами на «Крижаній поверхні» льодових покривів Гренландії та Антарктики, а одна з висотами на «Bedrock» під цими крижаними покривами. Горизонтальні положення задаються в географічних координатах (десяткових градусах). Вихідні дані і, отже, якість даних залежать від регіону до регіону.
Ви можете завантажити дані ETOPO1 з Національного центру геофізичних даних.
ГТОПО 30
Затінене та кольорове зображення місцевості, отримане з даних GTOPO30. Дані розподіляються у вигляді 33 плитки (USGS, 2006b).
GTOPO30 - це цифрова модель висоти, яка поширюється на земні поверхні світу (але не під океанами). GTOPO30 складається з понад 2,5 мільйонів значень висот, які регулярно розміщуються на відстані 30 секунд широти та довготи. На екваторі роздільна здатність GTOPO30 становить приблизно 0,925 кілометра — в два рази більше, ніж ETOPO1. Вертикальні положення задаються до найближчого метра, а горизонтальні - в географічних координатах. Дані GTOPO30 розподіляються як плитки, більшість з яких мають 50° широти на 40° в довготі.
Плитки GTOPO30 доступні для завантаження з Центру обробки даних EROS USGS. GTOPO60, перероблена і незавершена версія GTOPO30, доступна через Службу безшовного розподілу даних USGS.
МІСІЯ ТОПОГРАФІЇ РАДАРА ЧОВНИКА (SRTM)
З 11 лютого по 22 лютого 2000 року космічний човник «Індевор» відбивав радіолокаційні хвилі від поверхні Землі і зафіксував відбиті сигнали двома приймачами, розташованими на відстані 60 метрів один від одного. Місія виміряла висоту наземних поверхонь між 60° н.ш. і 57° S широти. Продукція даних з найвищою роздільною здатністю, створена з місії SRTM, становить 30 метрів. Доступ до 30-метрових даних SRTM для районів за межами США обмежений Національним агентством геопросторової розвідки, яке спонсорувало проект разом з Національним управлінням з аеронавтики та космічного простору (NASA). 90-метровий продукт даних SRTM доступний для безкоштовного завантаження без обмежень (Maune, 2007).
Анагліфне стереозображення, отримане з даних місії топографії Shuttle Radar (Лабораторія реактивного руху НАСА, 2006).
На зображенні вище показано Віті Леву, найбільший з приблизно 332 островів, що складають Суверенну Демократичну Республіку Острови Фіджі. Площа Віті Леву становить 10 429 квадратних кілометрів (близько 4000 квадратних миль). Насправді, міцний гірський хребет, що працює з півночі на південь, має кілька вершин, що піднімаються вище 900 метрів (близько 3000 футів). Гора Томаніві, у верхньому центрі, є найвищою вершиною на 1324 метри (4341 фут).
Дізнайтеся більше про місію топографії Shuttle Radar на веб-сайтах, опублікованих NASA та USGS.
7.14. Батиметрія
Термін батиметрія позначає процес і продукти вимірювання глибини водойм. Конгрес США дозволив всебічне відображення узбережжя країни в 1807 році, і направив, щоб завдання виконувалося першим науковим агентством федерального уряду, Управлінням узбережжя (OCS). Це агентство тепер відповідає за картографування близько 3,4 мільйонів морських квадратних миль, охоплених 12-мильною територіальною морською кордоном, а також 200-мильної ексклюзивної економічної зони, на яку претендують США, відповідальність, яка тягне за собою регулярний перегляд близько 1,000 морських карт. Дані прибережної батиметрії, які з'являються на топографічних картах USGS, як показано нижче, зазвичай складаються з графіків OCS.
«Ізобати» (технічний термін для ліній постійної глибини) показаний на топографічній карті USGS.
Ранні гідрографічні дослідження передбачали відбір проб глибин води шляхом закидання за борт канатів, зважених свинцем і позначені інтервалами глибини, які називаються відмітками і глибинами Такі мотузки називали свинцевими лініями для ваг, які змушували їх опускатися на дно. Вимірювання отримали назву зондування. До кінця 19 століття фортепіанний дріт замінив мотузку, що дозволяє приймати звучання тисяч, а не просто сотні сажнів (сажа - шість футів).
Моряк виплатив зондування лінії під час гідрографічної зйомки східного узбережжя США в 1916 році. (НОАА, 2007).
Ехолоти були введені для глибоководних досліджень починаючи з 1920-х років. Технології Sonar (Sound Navigation and Ranging) зробили революцію в океанографії так само, як аерофотозйомка революціонізувала топографічну зйомку. Топографія морського дна, виявлена гідролокатором та пов'язаними з ними методами дистанційного зондування корабля, надала докази, які підтримували теорії про поширення морського дна та тектоніку плит.
Нижче наведено концепцію художника океанографічного оглядового судна, що експлуатує два типи гідролокаторів: багатопроменевий та бічний сонар. Зліва багатопроменевий прилад, встановлений в корпусі судна, обчислює глибини океану, вимірюючи час, що минув між звуковими сплесками, які він випромінює, і поверненням відлуння з морського дна. Праворуч, бічні інструменти сканування гідролокатора встановлені по обидва боки зануреного «буксира», прив'язаного до корабля. На відміну від багатопроменевого, бічне сканування гідролокатора вимірює силу відлуння, а не їх хронометраж. Тому замість даних про глибину бічне сканування створює зображення, що нагадують чорно-білі фотографії морського дна.
Багатопроменевий і бічний гідролокатор використовується для батиметричного відображення. (НОАА, 2002).
Детальний звіт про недавнє батиметричне обстеження озера Кратер, штат Орегон, США, публікується USGS тут.
7.15. Статистичні поверхні
Стратегії, що використовуються для представлення поверхні місцевості, можуть бути використані для інших видів поверхонь, а також. Наприклад, одним з моїх перших проектів тут, у штаті Пенн, була робота з видатним географом, покійним Пітером Гулдом, який вивчав дифузію вірусу синдрому набутого імунного дефіциту (СНІД) у Сполучених Штатах. Доктор Гулд нещодавно опублікував карту нижче.
Косий вид контурних ліній, що представляють поширення випадків СНІДу в США 1988. (Гулд, 1989. © Асоціація американських географів. Всі права захищені. Відтворено тут лише в освітніх цілях).
Гулд зобразив розподіл хвороб таким же чином, як інший географ міг зобразити поверхню місцевості. Зображення вірне уявленню Гулда про зараження як безперервне явище. Гулду було важливо, щоб люди розуміли, що не існує місця, яке б не могло бути потенційно відвідуваним епідемією. Як для поверхні СНІДу, так і для поверхні місцевості кількісний атрибут (z) існує для кожного місця (x, y). Взагалі, коли безперервне явище задумується як аналогічне поверхні рельєфу, концепція називається статистичною поверхнею.
7.16. Тема: Гідрографія
Введення та довідка NSDI Framework (FGDC, 1997) передбачає тему гідрографії таким чином:
Рамкові гідрографічні дані включають особливості поверхневих вод, такі як озера та ставки, струмки та річки, канали, океани та берегові лінії. Кожна з цих функцій має атрибути імені та ідентифікаційного коду функції. Осеві лінії та полігони кодують позиції цих об'єктів. Для ідентифікаційних кодів функцій багато федеральних і державних установ використовують графік охоплення, розроблений Агентством з охорони навколишнього середовища США (EPA).
Багато користувачів гідрографічних даних потребують повної інформації про зв'язність гідрографічної мережі та напрямок, в якому вода тече, закодоване в даних. Для задоволення цих потреб до рамочних даних можуть бути включені додаткові елементи, що представляють потоки води і зв'язки між ознаками (стор. 20).
ІДЕНТИФІКАЦІЯ
FGDC мав на увазі Національний набір даних гідрографії (NHD), коли вони писали цей опис. NHD поєднує векторні особливості гідрографії цифрового лінійного графіка (DLG) з файлами EPA Reach. Досягнення - це сегменти поверхневих вод, які мають схожі гідрологічні характеристики. Досягнення бувають трьох видів: транспортна, берегова лінія і водойма. Особливості ліній DLG представляють типи транспорту та берегової лінії; особливості полігону використовуються для представлення водойм. Кожному сегменту охоплення в NHD присвоюється унікальний код охоплення, а також безліч інших гідрологічних атрибутів, включаючи напрямок потоку потоку (який кодується в порядку оцифровки вузлів, що складають кожен сегмент), підключення до мережі та імена функцій, серед інших. Оскільки порядок кодів охоплення є послідовним від досяжності до досяжності, дані точкового джерела (наприклад, розлив забруднюючих речовин) можуть бути геокодовані до постраждалого охоплення. Використовувані таким чином, досяжності складають лінійну систему посилань, порівнянну з поштовими адресами вздовж вулиць (USGS, 2002).
Як атрибути потоку пов'язані з досягненнями в Національному наборі даних гідрографії (USGS, 2000).
NHD аналізує американську мережу поверхневого водовідведення на чотири ієрархічні категорії одиниць: 21 регіон, 222 субрегіони, 352 одиниці обліку та 2150 одиниць каталогізації (також називаються вододілами). Функції можуть існувати на декількох рівнях ієрархії, хоча вони можуть бути представлені не однаково. Наприклад, хоча може бути найбільш доцільним представляти даний потік як полігональні об'єкти на рівні Watersheed, він може бути більш точно представлений як лінійний об'єкт на рівні регіону або субрегіону. NHD підтримує це, дозволяючи декільком функціям ділитися однаковими кодами охоплення. Ще однією відмінною рисою NHD є штучні лінії потоку - осьові риси, які представляють шляхи потоку води через багатокутники, такі як стоячі водойми. NHD є складним, оскільки він призначений для підтримки складних завдань гідрологічного моделювання, включаючи моделювання забруднення точкового джерела, потенціал повені, будівництво мостів, серед інших (Ralston, 2004).
Як векторні об'єкти використовуються для представлення різних типів охоплення в Національному наборі даних гідрографії (USGS, 2000).
NHD доступні на трьох рівнях деталізації (масштабу): середній (1:100 000, який доступний для всієї США), високий (1:24 000, виробництво яких триває, «відповідно до наявності відповідних ресурсів від партнерів NHD» (USGS, 2002, стор. 2) та локальний (більші масштаби, такі як 1:5 000), який «знаходиться в даний час розроблено там, де існують партнери та дані» для окремих областей (USGS, 2006c; USGS, 2009; USGS 2013).
ПРОСТОРОВА ДОВІДКОВА ІНФОРМАЦІЯ
Координати NHD - це десяткові градуси, що посилаються на горизонтальну базу NAD 83.
РОЗПОВСЮДЖЕННЯ
СПРОБУЙ ЦЕ!
ЗАВАНТАЖИТИ ТА ПЕРЕГЛЯНУТИ ВИТЯГ З НАЦІОНАЛЬНОГО НАБОРУ ДАНИХ ГІДРОГРАФІЇ
- На домашній сторінці NHD натисніть посилання Отримати дані, а потім перейдіть за посиланням до NHD Viewer. (Поруч із посиланням на переглядач є кнопка Довідка.)
- Використовуйте інструменти ГІС, розташовані над областю карти, для панорамування та збільшення масштабу області інтересу. Потім натисніть кнопку «Завантажити дані».
Виберіть контрольну область зі списку вибору. (Ви також можете вибрати весь поточний екстент карти, але залежно від рівня масштабування це може бути величезним набором даних.)
Потім натисніть на карту, щоб виділити конкретну область інтересу. Посилання на доступні набори даних з'явиться на лівій панелі під вкладкою «Виділення». (Кнопка «Усі результати» призведе до переліку кількох областей, на які ви натискаєте.) Перейдіть за посиланням для завантаження області, яка вас цікавить. - У вікні Доступні дані USGS, що відкриється, виберіть Гідрографія зі стовпця Тема та виберіть формат файлу зі списку вибору у стовпці «Формат». Я вибрав формат Shapefile для мого екстракту, тому що я знаю, що він сумісний з Global Mapper/dlgv32 Pro. Якщо ви працювали в ArcGIS, ви можете вибрати опцію Файлова база геоданих. Ралстон (2004, с.187) зауважує, що NHD «є саме тим типом інформації, яка може отримати вигоду від інтегрованої моделі даних в об'єктній реляційній базі даних».
Натисніть кнопку Далі. - Зі списку продуктів гідрографії встановіть прапорець для того, що ви хочете завантажити. Щоб бути впевненим у отриманні даних у форматі Shapefile, виберіть продукт, який називається динамічним витягом.
Натисніть кнопку Далі.
Перейдіть на панель Кошик праворуч. (Він може відкритися автоматично.)
Перейдіть на сторінку Оформлення замовлення, вкажіть свою адресу електронної пошти та надішліть замовлення за допомогою кнопки «Оформити замовлення».
Ви отримаєте повідомлення про те, що ваше замовлення було розміщено, і незабаром після цього буде надіслано електронний лист щодо вашого замовлення. Приблизно через півтори години після того, як я подав свій запит, я отримав другий електронний лист, що містить посилання для скачування. - Витягніть вміст ZIP-файлу та перегляньте набір даних Shapefile у Global Mapper.
- Скористайтеся інструментом «Ідентифікувати покажчик», щоб виявити атрибути охоплення. У наведеному нижче прикладі я виділив лінію потоку, пов'язану з Cedar Creek у західному Мічигані.
7.17. Тема: Транспорт
Дані транспортної мережі цінні для всіх видів використання, включаючи два, які ми розглянули в розділі 4: геокодування та маршрутизація. Федеральний комітет з географічних даних (1997, стор. 19) вказав наступні векторні особливості та атрибути для транспортної рамки теми:
| особливість | Атрибути |
|---|---|
| Дороги | Осьові лінії, ідентифікаційний код об'єктів (за допомогою систем лінійних посилань, де це доступно), функціональний клас, назва (включаючи номери маршрутів) та діапазони адрес вулиць |
| Стежки | Осеві лінії, ідентифікаційний код ознак (за допомогою систем лінійних посилань, де це доступно), назва та тип |
| Залізниці | Осьові лінії, ідентифікаційний код ознак (за допомогою систем лінійних посилань, де це доступно) та тип |
| водні шляхи | Осеві лінії, ідентифікаційний код ознак (за допомогою систем лінійних посилань, де це доступно) та назва |
| Аеропорти та порти | Ідентифікаційний код функції та ім'я |
| Мости і тунелі | Ідентифікаційний код функції та ім'я |
ІДЕНТИФІКАЦІЯ
В рамках ініціативи «Національна карта» USGS та партнери розробляють всеосяжну національну базу даних векторних перевезень. Тема транспорту «включає найкращі доступні дані від федеральних партнерів, таких як Бюро перепису населення та Департамент транспорту, Державні та місцеві установи» (USGS, 2007).
Як передбачено FGDC, осьові лінії використовуються для представлення транспортних маршрутів. Як і лінії, намальовані посередині двосторонніх вулиць, центральні лінії є 1-вимірними векторними ознаками, які наближають розташування доріг, залізниць та судноплавних водних шляхів. У цьому сенсі центральні лінії доріг аналогічні шляхах, закодованим у Національному гідрологічному наборі даних (див. попередню сторінку). Також, як і NHD (і TIGER), дорожня топологія повинна бути закодована для полегшення аналізу транспортних мереж.
Щоб отримати уявлення про складність функцій та атрибутів, що складають тему транспортування, див. Модель даних про транспортування (це плакат 36 ″ х 48 ″ у файлі PDF 5.2 Mb.) [Посилання на плакат моделі транспортних даних нещодавно було відключено. Натомість подивіться на модельні діаграми в частині 7: Транспортна база стандарту вмісту даних географічної рамки FGDC.]
У США, принаймні, найкращими даними центральної лінії доріг є дані, вироблені NAVTEQ та Tele Atlas, які ліцензують транспортні дані для сайтів маршрутизації, таких як Google Maps та MapQuest, а також виробникам автомобільних GPS-навігаційних систем. Оскільки ці дані є власністю, однак, USGS повинен шукати в іншому місці дані, які можуть бути доступні для загального користування. Дані тигр/лінії, отримані Бюро перепису населення, ймовірно, відіграють важливу роль після завершення проекту модернізації TIGER/MAF (див. Розділ 4).
РОЗПОВСЮДЖЕННЯ
СПРОБУЙ ЦЕ!
ПЕРЕГЛЯДАТИ ТА ЗАВАНТАЖУВАТИ ТРАНСПОРТНІ ДАНІ НАЦІОНАЛЬНОЇ КАРТИ
- Отримайте доступ до переглядача тут.
- Розгорніть панель, що містить параметри шару, натиснувши кнопку «Накладання» у верхньому лівому куті.
- У розділі Базові шари даних натисніть Транспортування. Ви можете розгорнути список Перевезення та вибрати різні шари.
- Коли ви збільшуєте масштаб карти (за допомогою повзунка у верхньому лівому куті карти), додаткові транспортні шари стануть видимими.
- Якщо ви хочете завантажити витяг з бази даних транспорту, натисніть кнопку Завантажити дані у верхньому правому куті інтерфейсу переглядача та визначте, як ви хочете витягти дані. Дані транспортування падають у форматі бази геоданих ESRI. Додаткову інформацію щодо завантаження даних можна знайти за допомогою кнопки Довідка у верхньому правому куті інтерфейсу переглядача.
7.18. Тема: Урядові підрозділи
Рамки FGDC також включають межі урядових підрозділів, включаючи:
- Нація
- Держави та статистично еквівалентні області
- Графства та статистично еквівалентні райони
- Об'єднані місця та консолідовані міста
- Функціонування правових дрібних цивільних підрозділів
- Федеральні або державні резервації американських індіанців та довіри
- Рідні регіональні корпорації Аляски
FGDC вказує, що:
Кожна з цих функцій включає атрибути імені та застосовний код Федерального стандарту обробки інформації (FIPS). Межі об'єктів включають інформацію про інші об'єкти (наприклад, дороги, залізниці або потоки), з якими пов'язані кордони, і опис асоціації (наприклад, збіг, зміщення або коридор. (ФДКЗ, 1997, с. 20-21)
ІДЕНТИФІКАЦІЯ
Національна карта USGS прагне включити всеосяжну базу даних про межі. На додаток до суб'єктів, викладених вище, Національна карта також перераховує округи конгресу, шкільні округи та зони поштового індексу. Джерела цих даних включають «Федеральні партнери, такі як Бюро перепису населення США, інші федеральні установи, а також державні та місцеві установи». (СЕРПЕНЬ, 2007).
Щоб отримати уявлення про складність функцій та атрибутів, що складають цю тему, див. Модель даних урядових підрозділів (Це плакат 36 ″ х 48 ″ у файлі PDF 2,4 Мб.) [Посилання на плакат моделі даних урядових підрозділів нещодавно було відключено. Натомість подивіться на модельні діаграми в частині 5: Державна одиниця та інші межі географічної зони стандарту вмісту даних FGDC Geographic Framework.]
РОЗПОВСЮДЖЕННЯ
СПРОБУЙ ЦЕ!
ПЕРЕГЛЯДАТИ ТА ЗАВАНТАЖУВАТИ НАЦІОНАЛЬНУ КАРТУ ДАНИХ УРЯДОВИХ ПІДРОЗДІЛІВ
- Отримайте доступ до переглядача тут.
- Розгорніть панель, що містить параметри шару, натиснувши кнопку «Накладання» у верхньому лівому куті.
- У розділі Базові шари даних натисніть на межі урядових підрозділів. Ви можете розгорнути цей список і вибрати різні межові шари.
- При збільшенні масштабу до більших масштабів карти (за допомогою повзунка у верхньому лівому куті карти) з'являться додаткові межові шари.
- Якщо ви хочете завантажити витяг з бази даних державних підрозділів, натисніть кнопку Завантажити дані у верхньому правому куті інтерфейсу переглядача та визначте, як ви хочете витягти дані. Дані про кордони урядових підрозділів потрапляють у формат бази геоданих ESRI. Додаткову інформацію щодо завантаження даних можна знайти за допомогою кнопки Довідка у верхньому правому куті інтерфейсу переглядача.
7.19. Тема: Кадастровий
FGDC (1997, стор. 21) зазначає, що:
Кадастрові дані представляють географічну ступінь минулих, поточних та майбутніх прав та інтересів у сфері нерухомості. Просторова інформація, необхідна для опису географічного масштабу та прав та інтересів, включає опитування, довідкові системи правового опису, а також опитування та описи посилок.
Однак ніхто не очікує, що правові описи та координати обстеження меж приватної власності (як схематично зображено на частині карти платів, показаної нижче) будуть включені до Національної карти USGS найближчим часом. Як обговорювалося на початку глави 6, це пов'язано з тим, що органи місцевого самоврядування мають повноваження щодо реєстрації прав на землю в США, і більшість цих урядів не мають ні стимулів, ні засобів для включення таких даних до загальнодоступної національної бази даних.
Карти Плат - це додаткові записи, які зображують межі ділянки властивостей у графічній формі. Геометрична точність пластин, як відомо, бідна. Інвестиції, необхідні для перетворення карт карт на правильно географічні цифрові дані, є значними. Багато органів місцевого самоврядування перетворили ці записи в цифрову форму або перебувають у процесі цього.
Скромна мета FGDC для кадастрової теми рамки NSDI полягає в тому, щоб включати:
... кадастрові довідкові системи, такі як система громадського землеустрою (PLSS) та подібні системи, не охоплені PLSS... та публічно керовані ділянки, такі як військові резервації, національні ліси та державні парки. (Там же, стор. 21)
Стандарт вмісту кадастрових даних FGDC опублікований тут.
Кольорові області на карті нижче показують масштаби досліджень громадських земель Сполучених Штатів, які розпочалися в 1784 році і зайняли майже століття, щоб завершити (Muehrcke and Muehrcke, 1998). Метою обстежень було поділ «землі загального користування» на продавані ділянки з метою збільшення доходів, необхідних для виходу на пенсію військового боргу, та сприяння врегулюванню. Ключовою особливістю системи є її номенклатура, яка забезпечує стислі, унікальні характеристики місця розташування і протяжності будь-якої посилки.
Обсяг дослідження громадських земель США (Томпсон, 1988).
Кожна публічна зйомка землі (показана на кольорових ділянках вище) починалася з початкової точки на точно обстеженому перетині базової лінії та головного меридіана. Обстежені землі потім були розділені на сітки селищ кожен приблизно шість миль квадратних.
Селища позначаються місцезнаходженням щодо базової лінії та основного меридіана конкретного обстеження. Наприклад, містечко, виділене золотом вище, є другим селищем на південь від базової лінії та третім селищем на захід від головного меридіана. Призначення громадського землеустрою для виділеного селища - «Тауншип 2 Південь, діапазон 3 Захід». Через цю номенклатуру система громадського землеустрою також відома як «система містечка та ареалу». Тауншип T2S, R3W показаний збільшеним нижче.
Селища поділяються на сітки по 36 секцій. Кожна секція охоплює приблизно одну квадратну милю (640 акрів). Зверніть увагу на схему нумерації назад і вперед. Розділ 14, виділений золотом вище, показаний збільшеним нижче.
Окремі ділянки власності позначаються, як показано вище. Наприклад, NE 1/4 Розділу 14, містечко 2 S, діапазон 3W, є 160 акрів. Загальнодержавні позначення землеустрою вказують як місце розташування ділянки, так і його площа.
Вплив громадської сітки Land Survey очевидний у побудованому середовищі більшої частини американського Середнього Заходу. Як зазначає Марк Монмоньє (1995, стор. 114):
Результатом [громадського обстеження земель США] став «авторський ландшафт», в якому сітка обстеження мала помітний вплив на схеми поселення та форми округів та менших політичних одиниць. У типовому окрузі Середнього Заходу дороги, які зазвичай слідують за лініями перетину, сільське населення розсіяне, а не скупчене, а ландшафт має яскраво виражений шаховий вигляд.
Для отримання додаткової інформації про систему громадського землеустрою див. цю статтю в Національному атласі USGS.
7.20. Резюме
Рамкові дані NSDI представляють «найпоширеніші теми даних [які] потрібні користувачам» (FGDC, 1997, стор. 3), включаючи геодезичний контроль, ортозображення, висоту, гідрографію, транспорт, кордони урядових підрозділів та кадастрову довідкову інформацію. Деякі теми, такі як транспорт та урядові підрозділи, представляють речі, які мають чітко визначені межі. У цьому сенсі ми можемо думати про такі речі, як дороги та політичні кордони, як дискретні явища. Векторний підхід до географічного представлення добре підходить для оцифровки дискретних явищ. Лінійні об'єкти добре справляються з представленням доріг, наприклад, а полігони є корисними наближеннями меж.
Однак, як ви пам'ятаєте з глави 1, одним з відмінних властивостей поверхні Землі є те, що вона безперервна. Деякі явища, розподілені по всій поверхні, також є безперервними. Підвищення рельєфу, гравітація, магнітне схилення і температура поверхневого повітря можна вимірювати практично скрізь. Для багатьох цілей растрові дані найкраще підходять для представлення безперервних явищ.
Наслідком безперервності є те, що існує нескінченна кількість місць, в яких можна виміряти явища. Не представляється можливим, очевидно, провести нескінченну кількість вимірювань. Навіть якби це було, маса отриманих даних не була б корисною. Рішення, звичайно, полягає в тому, щоб зібрати зразок вимірювань, і оцінити значення атрибутів для місць, які залишилися невимірними. Глава 7 також розглядає, як відсутні висоти в растровій сітці можна оцінити за існуючими висотами за допомогою процедури, яка називається інтерполяцією. Процедура інверсної відстані зваженої інтерполяції спирається на іншу фундаментальну властивість географічних даних, просторову залежність.
Глава завершується дослідженням характеристик та поточного стану гідрографії, транспорту, урядових підрозділів та кадастрових тем. Ви мали можливість отримати доступ, завантажити та відкрити кілька тем даних, використовуючи глядачів, наданих USGS в рамках ініціативи Національної карти. Загалом, ви повинні були виявити, що хоча ні бачення NSDI, ні Національної карти не були повністю реалізовані, суттєві елементи кожного з них є на місці. Подальший прогрес залежить від постійної прихильності американської громадськості до публічних даних та політичної волі наших представників в уряді.
ВІКТОРИНА
Зареєстровані студенти штату Пенн повинні повернутися зараз до папки Chapter 7 в ANGEL (через меню Ресурси ліворуч), щоб отримати доступ до оціненої вікторини для цієї глави. Це один враховує. Ви можете взяти оцінені вікторини лише один раз.
Мета вікторини полягає в тому, щоб переконатися, що ви уважно вивчили текст, що ви освоїли практичну діяльність, і що ви виконали навчальні цілі глави. Ви можете переглянути главу під час вікторини.
Після того, як ви надіслали вікторину та опублікували будь-які питання, які можуть виникнути на наших дискусійних форумах або сторінках глав, ви завершите главу 7.
КОМЕНТАРІ ТА ПИТАННЯ
Зареєстровані студенти можуть залишати коментарі, запитання та відповіді на запитання щодо тексту. Особливо вітаються анекдоти, які пов'язують текст глави з вашим особистим або професійним досвідом. Крім того, в системі управління курсами ANGEL доступні дискусійні форуми для коментарів і питань на теми, якими ви, можливо, не захочете ділитися з усім світом.
Щоб залишити коментар, прокрутіть вниз до текстового поля під «Опублікувати новий коментар» і почніть вводити текст у текстовому полі, або ви можете відповісти на існуючу гілку. Коли ви закінчите вводити текст, натисніть кнопку «Попередній перегляд» або «Зберегти» (Зберегти фактично надішле ваш коментар). Після того, як ваш коментар буде опублікований, ви зможете редагувати або видаляти його за потребою. Крім того, ви зможете відповісти на інші публікації в будь-який час.
Примітка: перші кілька слів кожного коментаря стають його «заголовком» у гілці.
7.21. Бібліографія
Федеральний комітет з географічних даних (1997). Введення в рамки та керівництво. Вашингтон, округ Колумбія: Федеральний комітет з географічних даних.
Ейшейд, Дж., Бейкер, К.Б., Карл, Р.Р., Діаз, Г.Ф. (1995). Контроль якості довгострокових кліматологічних даних з використанням об'єктивного аналізу даних. Журнал прикладної метеорології, 34, 27-88.
Гулд, П. (1989). Географічні розміри епідемії СНІДу. Професійний географ, 41:1, 71-77.
Мон, Д.Ф. (ред.) (2007). Технології та програми цифрових моделей висоти: Посібник користувача DEM, 2-е видання. Bethesda, MD: Американське товариство фотограмметричної інженерії та дистанційного зондування.
Монмоньє, М.С. (1982). Промальовування лінії: казки про карти і картосуперечки. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Генрі Холт.
Muehrcke, P. c. і Muehrcke, J.O. (1998) Використання карти, 4-е видання. Медісон, Вісконсин: Публікації JP.
Національне управління аеронавтики та космічного простору, Лабораторія реактивного руху (2006). Трансферна місія радарної топографії. Отримано 10 травня 2006 р., з http://www.jpl.nasa.gov/srtm
Центр космічних польотів Годдарда, Національне управління з аеронавтики та космічного простору (н.д.). Гренландія відступає лід. Отримано 26 лютого 2008 р., з http://svs.gsfc.nasa.gov/stories/greenland/
Національний геофізичний центр даних (2010). ETOPO1 глобальна сітка 1 дугохвилинна база даних. Отримано 2 березня 2010 р., з http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html
Національне управління океанічних та атмосферних впливів, Національний центр кліматичних даних (н. д.). Злилися суші-океанічні сезонні температурні аномалії. Отримано 18 серпня 1999 р., зwww.ncdc.noaa.giv/onlineprod/landocean/сезонний/form.html (закінчився)
Національне управління океанічних та атмосферних впливів (2002). Бічне сканування і багатопроменевий гідролокатор. Отримано 18 лютого 2008 р., з http://www.nauticalcharts.noaa.gov/hsd/hydrog.htm
Національне управління океанічних та атмосферних явищ (2007). Історія NOAA. Отримано 27 лютого 2008 р., з http://www.history.noaa.gov/
Рабенхорст, Т.Д. і Макдермотт, П.Д. (1989). Прикладна картографія: вихідні матеріали для картографії. Колумбус, Огайо: Меррілл.
Райц, Е. (1948). Загальна картографія. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу-Хілл.
Ралстон, Б.А. (2004). ГІС та публічні дані. Кліфтон Парк Нью-Йорк: Навчання Дельмара.
Томпсон, М.М. (1988) Карти для Америки, 3-е видання. Рестон, VA: Геологічна служба США.
Геологічна служба США (1987) Цифрові моделі висот. Керівництво користувача даних 5. Рестон, VA: USGS.
Геологічна служба США (1999) Національний набір даних гідрографії. Інформаційний лист 106-99. Рестон, VA: USGS. Отримано 19 лютого 2008 року з http://erg.usgs.gov/isb/pubs/factsheets/fs10699.html
Геологічна служба США (2000) Національний набір даних гідрографії: поняття та зміст. Рестон, VA: USGS. Отримано 19 лютого 2008 року з http://nhd.usgs.gov/chapter1/chp1_data_users_guide.pdf
Геологічна служба США (2002) Національна карта — гідрографія. Інформаційний лист 060-02. Рестон, VA: USGS. Отримано 19 лютого 2008 з http://erg.usgs.gov/isb/pubs/factsheets/fs06002.html Отримано 22 вересня 2013 року від http://pubs.er.usgs.gov/publication/fs06002
Геологічна служба США (2006a) Цифрові лінійні графіки (DLG). Рестон, VA: USGS. Отримано 18 лютого 2008 року зedc.usgs.gov/продукти/map/dlg.html (У 2010 році сайт став http://eros.usgs.gov/#/Find_Data/Products_and_Data_Available/DLGs)
Геологічна служба США (2006b) GTOPO30. Отримано 27 лютого 2008 року зedc.usgs.gov/продукти/висота/gtopo30/gtopo30.html з моменту переїзду на http://www1.gsi.go.jp/geowww/globalmap-gsi/gtopo30/gtopo30.html
Геологічна служба США (2006c) Національний набір даних гідрографії (NHD) - Висока роздільна здатність (метадані). Рестон, VA: USGS. Отримано 19 лютого 2008 р. зnhdgeo.usgs.gov/метадані/nhd_high.htm
Геологічна служба США (2007). Розробка теми векторних даних Національної карти. Отримано 24 лютого 2008 зbpgeo.cr.usgs.gov/model/ (закінчився або переміщено)
Геологічна служба США (2009) Національна карта - набір даних гідрографії. Рестон, VA: USGS. Отримано 22 вересня 2013 з http://pubs.usgs.gov/fs/2009/3054/pdf/FS2009-3054.pdf
Геологічна служба США (2013) Національний набір даних гідрографії (NHD) - Отримати дані NDH. Рестон, VA: USGS. Отримано 22 вересня 2013 року з http://nhd.usgs.gov/data.html