Что такое цифровые модели рельефа (ЦМР)

Доступно с Image Server

Наиболее распространенными цифровыми данными о форме земной поверхности являются цифровые модели рельефа (ЦМР) на основе ячеек. Эти данные используются в качестве входных для количественной оценки характеристик земной поверхности.

ЦМР — это растровое представление непрерывной поверхности, обычно относящееся к поверхности Земли. Точность этих данных определяется в первую очередь разрешением (расстоянием между точками выборки). Другими факторами, влияющими на точность, являются тип данных (целое число или с плавающей точкой) и фактическая выборка точек поверхности при создании исходной ЦМР.

Визуализация растровой поверхности ЦМР
Визуализация растровой поверхности ЦМР.

Ошибки в ЦМР обычно классифицируются либо как понижения, либо как пики. Понижение — это область, окруженная более высокими значениями высоты, и ее также называют депрессией или впадиной. Это область внутреннего стока. Некоторые из них могут быть естественными, особенно в ледниковых или карстовых районах (Марк, 1988), хотя многие понижения являются неточностями ЦМР. Аналогично, скачок, или пик, — это область, окруженная ячейками с меньшими значениями. Чаще всего это естественные особенности, которые в меньшей степени влияют на расчет направления стока.

Ошибки, подобные этим, особенно локальные понижения, следует устранять, прежде чем пытаться получить какую-либо информацию о поверхности. Локальные понижения, являющиеся участками внутреннего стока, препятствуют стоку потоков воды вниз по склону.

Узнайте больше об удалении или заполнении понижений

Количество понижений и выемок обычно больше в ЦМР с более грубым разрешением. Другая распространенная причина наличия локальных понижений связана с сохранением данных о высоте в виде целого числа. Это может быть особенно проблемным моментом в районах с низкими вертикальными перепадами рельефа. Нередко на ЦМР с разрешением 30 метров 1 процент ячеек оказывается такими понижениями. Этот показатель может увеличиться до 5 процентов для ЦМР в 3 угловых секунды.

ЦМР также могут содержать заметные артефакты полосатости, являющиеся результатом систематических ошибок выборки при создании ЦМР. Опять же, это наиболее заметно для целочисленных данных в плоских областях.

Инструменты гидрологического анализа предназначены для моделирования конвергенции стока по поверхности естественного рельефа. Предполагается, что поверхность имеет достаточный вертикальный рельеф, чтобы можно было определить путь стока. Инструменты работают исходя из предположения, что в любую отдельную ячейку вода может поступать из многих соседних ячеек, но выходить только через одну ячейку.