SRTM - Karolina Argote

SRTMShuttle Radar Topography Mission

Digital Elevation Database

Karolina Argote DeluqueResearch Assistant, International Center for tropical Agriculture

Visita CIAT - Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) PopayánViernes 21 de Octubre, 2011

Contenido

1. Introducción

2. La Misión

3. Características de los datos SRTM

4. Llenado de vacios

5. Como obtener los datos SRTM

para una zona específica?

Introducción

Modelos Digitales de Elevación

• Son una representación visual y matemática de los valores dealtura con respecto al nivel medio del mar, que permitencaracterizar las formas del relieve.

• Estos valores están contenidos en un archivo tipo raster conestructura regular.

• Sus características más importantes son la resolución espacialy la exactitud las cuales varían dependiendo del método quese emplea para generarlos.

• Global DEMs: GTOPO30, SRTM y ASTER.

GTOPO30 DEM

El Global Elevation Dataset es un DEM mundial con una resolución espacial de 1km en elEcuador. Es distribuido por EROS Data Center y Geographical Survey Institute of Japan. Suexactitud es variable y está en función de la fuente de datos a partir de la cual se haconstruido. En el mejor de los casos se estima un ECM de 18 m y en otros puede llegar alos 100 m.

SRTM DEM

El modelo de elevaciones SRTM se elaboró a partir de los datos de la Radar TopographyMission y tiene una resolución espacial de 90m en el Ecuador.

Los datos fueron producidos originalmente por la NASA y luego procesados por el CIATllenando los vacios de información usando diferentes métodos de interpolación.Disponibles en el portal de CGIAR CSI (Consortium for Spatial Information).

ASTER DEM

EL ASTER Digital Global Elevation Map está construído a partir de escenas tomadas por el satélite ASTER, es el más reciente (junio de 2009) y de mayor resolución (30 m). Los datos originales están divididos en tiles de 1ºx1º.

Toda la información básica puede encontrarse en la página ASTER GDEM de la NASA y su descarga puede realizarse usando la página de Japan Ground Data System.

La Mision

La misión topográfica de radar a bordo del

transbordador espacial Endeavour fue una misión

para obtener un modelo digital de elevación

mundial entre los 56 °S y 60 °N, generando así

una completa base de datos topográficos digitales

de alta resolución de la tierra.

Mision STS-99

Fue lanzado el 11 de febrero de 2000 yaterrizo el 22 de febrero de 2000,recorriendo 6.540.000km a 233km de

altitud en 11 días, 5horas, 39 minutos y

41 segundos.

La Misión Topográfica Shuttle Radar es un proyecto internacional entre la Agencia Nacional de Inteligencia-

Geoespacial, NGA, y la Administración Nacional de la Aeronáutica y del

Espacio, NASA.

Consiste en un sistema de radar especialmente modificado para adquirir datos deelevación topográfica estereoscópica, la SRTM llevaba dos reflectores de antenas deradar, separados entre si por un mástil de 60m.

Datos SRTM

Los datos digitales de elevación SRTM, producidos

originalmente por la NASA y posteriormente pre-

procesados por CIAT, son un gran avance en la

cartografía digital mundial, y en la accesibilidad a

datos de elevación de alta calidad para gran parte

de los trópicos.

Más de 750mil usuarios de 221 países en el mundo han

accedido al set de datos SRTM del portal CSI.

La NASA ha proporcionado datos de elevación digital

de más del 80% de la superficie terrestre. Estos

datos son distribuidos actualmente de forma

gratuita por USGS y están disponible para descarga

desde National Map Seamless Data Distribution

System o del sitio ftp de USGS.

La resolución espacial de los datos es de 1 arco-seg(30m), sobre los Estados Unidos y 3 arco-seg

(90m) en el resto del mundo.

Avances significativos …

GTOPO30 SRTM

SRTM – Version 4

Cambio de la versión 3 a la versión 4

La versión 4 utiliza una serie de técnicas de interpolación, descrito por Reuter et al.(2007) . Usa DEM auxiliar para llenar vacíos de información y SRTM30 paragrandes espacios vacíos .

Cambio de la versión 2 a la versión 3La versión 3 incluye acabados en los datos SRTM , utiliza la base de datos SWBDpara cortar las líneas de costa y cuerpos de agua, DEM auxiliar para llenar losvacíos .

Cambio de la versión 1 a la versión 2La versión 2 incluye datos DEM para Australaia y las pequeñas islas en los océanosAtlántico, Índico y Pacífico.

Mejoras que se están realizando !!!Para seguir mejorando los datos se continuara usando DEM auxiliares de altaresolución disponibles y se está utilizando el DEM ASTER de alta resolución pararellenar vacios en las zonas especialmente problemáticas (Sahara, por ejemplo).

Versiones

Llenado de Vacios

Los datos digitales de elevación SRTM fueron

procesados llenando los vacíos de información

facilitando su uso a un amplio grupo de

usuarios potenciales. En un esfuerzo por

promover el uso de la ciencia geoespacial y

sus aplicaciones en la conservación de los

recursos naturales del mundo.

En su versión original, los datos de SRTM contienen regiones sin datos en:

• Cuerpos de agua (lagos y ríos)• Áreas con insuficiente detalle textural en las imágenes de radar originales como paraproducir datos de elevación en tres dimensiones, como por ejemplo en: regionesmontañosas como los Andes y el Himalaya y regiones desérticas como el Sahara.

Hay un total de 3.436.585 vacíos que representa 796.217 km2, y en casos extremos, comoNepal, constituyen el 9,6% de la superficie del país con unos 32.688 huecos con unasuperficie total de 13.740 km2.

Las áreas sin datos en el DEM causan problemas a la hora de aplicar el conjunto de datos, especialmente en la aplicación de modelos hidrológicos que requieren de

superficies de flujo continuo.

Por esto en los datos se aplica un algoritmo de llenado de vacios con el fin de proporcionar superficies continuas de elevación!!

¿Porque llenar los vacios de información?

Llenado de áreas sin datospara el mundo

Published a complete technical report on the dataset:

Jarvis, A., Rubiano, J., Nelson, A., Farrow, A., & Mulligan, M. (2004). Practical use of

SRBM data in the tropics – Comparisons with digital elevation models generated from

cartographics data. Working Document no. 198, 32 pp. CIAT, Cali, Colombia.

Metodología

Se sigue la metodología descrita por Reuter et al. (2007).

1. Se importan y unen los tiles de 1 grado en superficies de elevación

continua en formato ArcGRID.

2. Se llenar los pequeños vacios de forma iterativa, y se limpia la superficie

eliminando valores muy altos y valores muy bajos.

3. Se interpola a través de los vacios de información aplicando diversos

métodos, de acuerdo al tamaño del vacio de información y a la forma delterreno que lo rodea. El proceso fue hecho en AML (Arc Macro Lenguage,lenguaje de programación robusto, que permite automatizar tareas comunesen ARC/INFO)

En los casos en los que estaba disponible un DEMauxiliar con resolución espacial superior, el valor del punto

se produce a partir de los valores de elevación en el centro de cadacelda del DEM auxiliar dentro de las áreas vacias. Las curvas de nivel ylos puntos que rodean al vacio y que están dentro del vacio soninterpoladas usando el algoritmo TOPOGRID descrito (Hutchinson,1989)

En las áreas sin un DEM auxiliar de alta resoluciónespacial se selecciona la técnica de interpolación más apropiada

con base al tamaño del vacio y la forma del terreno en el vacio yalrededor de el, usando puntos derivados del SRTM de 30m dentrodel area sin información.

Metodología

Los mejores métodos de interpolación usados se puedegeneralizar como:

Interpolación Kriging e Inverse Distance WeightingPara pequeños y medianos vacios de información en zonas bajas.

Interpolación Spline

Para pequeños y medianos huecos de información en zonas altas

Triangular Irregular Network e Inverse Distance WeightingPara grandes vacios de información en zonas muy planas.

Interpolación Spline Avanzada (ANUDEM)Para grandes espacios vacíos en otros tipos de terrenos.

MetodologíaLa Interpolación

Como obtener datos SRTM??

Los datos aquí son distribuidos en formato ASCII arc yGeoTIFF, en sistemas de coordenadas geográficasdatum WGS84. Derivados de los datos del USGS/NASASRTM.

Con una resolución espacial de 90m en el ecuador,tiles de 5 grados x 5 grados en el Ecuador.

Los datos están disponibles para libre descarga a través del CGIAR Consortium for Spatial

Information (CSI),

http://srtm.csi.cgiar.org/

Base de Datos CGIAR-CSI

1

2

3

Seleccionar el tile o la zona a descargar

4

5Finalmente descargas la información

Otras vías de descarga

• Amazon EBS ID: snap-1861c070 http://developmentseed.org/blog/2010/may/04/srtm-data-amazons-cloud

• Download interface in Chinese:

http://srtm.datamirror.csdb.cn/search.jsp

• Google Earth interface (1 and 5 degree tiles) http://www.ambiotek.com/srtm

• Resampled data (250m, 500m, and 1km):

https://hc.box.net/shared/1yidaheouv (Password: ThanksCSI!)

Más Información …

• Jarvis, A., J. Rubiano, A. Nelson, A. Farrow and M. Mulligan (2004). Practical use ofSRTM data in the tropics: Comparisons with digital elevation models generated fromcartographic data. Working Document no. 198. Cali, International Centre for TropicalAgriculture (CIAT): 32.

• Reuter H.I, A. Nelson, A. Jarvis, 2007, An evaluation of void filling interpolationmethods for SRTM data, International Journal of Geographic Information Science,21:9, 983-1008.

• Gamache, M. (2004). Free and Low Cost Datasets for International MountainCartography, http://www.icc.es/workshop/abstracts/ica_paper_web3.pdf.

• Hutchinson, M. (1988). Calculation of hydrologically sound digital elevation models.Third International Symposium on Spatial Data Handling, Columbus, Ohio,International Geographical Union.

• Hutchinson, M. (1989). "A new procedure for gridding elevation and stream line datawith automatic removal of spurious pits." Journal of Hydrology 106: 211-232.

• USGS, 2006a, Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) "Finished" 3-arc second SRTM Format Documentation, Available online at: http://edc.usgs.gov/products/elevation/srtmbil.html

• USGS, 2006b, Shuttle Radar Topography Mission DTED® Level 1 (3-arc second) documentation, Available online at: http://edc.usgs.gov/products/elevation/srtmdted.html

• USGS, 2006c, Shuttle Radar Topography Mission Water Body Dataset, Availableonline at:http://edc.usgs.gov/products/elevation/swbd.html

• USGS, 2006d, SRTM30 Documentation, Available online at: ftp://e0srp01u.ecs.nasa.gov/srtm/version2/SRTM30 (

• Wessel, P., and W. H. F. Smith, A Global Self-consistent, Hierarchical, High-resolutionShoreline Database, J. Geophys. Res., 101, #B4, pp. 8741-8743, 1996.

• Documentación Completa sobre GTOPO30: http://www1.gsi.go.jp/geowww/globalmap-gsi/gtopo30/README.html

Más Información …

Contáctanos:a.jarvis@cgiar.orgk.a.argote@cgiar.orgwww.ciat.cgiar.orghttp://dapa.ciat.cgiar.org/