Российская сеть изучения и охраны пернатых хищников
Я хочу сообщить о встрече окольцованной птицы!
Пернатые хищники
Соколообразные
Совообразные
Изучение
Ключевые виды
Мониторинг
Фаунистика
Миграции
Кольцевание
Охрана
Платформинг
Нестбоксинг
Птицы и ЛЭП
ООПТ
Информация о сети
Устав и программа
Члены сети
Проекты
Мероприятия сети
Блоги
СМИ о нас
Библиотека
Журнал “RC”
Методики
Книги
Статьи
Отчёты и доклады
Презентации
Новости
События
Конференции
Прочие объявления
Из соцсетей
Для спонсоров
Горящие проекты
МЫ В СОЦСЕТЯХ
RRRCN RRRCN
Fatbirder's Top 1000 Birding Websites
НАШИ БАННЕРЫ
RRRCN RRRCN

ArcView GIS для экологов

3.1.2.4.6. Обработка радарной топографической съемки

Shuttle radar topographic mission (SRTM) – Радарная топографическая съемка представляет собой продукт, полученный в результате обработки данных двух радиолокационных сенсоров SIR-C и X-SAR методом радарной интерферометрии (radar interferometry) и является доступной для получения информации о рельефе Земли.

Существует две версии данных: предварительная (unfinished) – версия 1 и окончательная (finished) – версия 2. Окончательная версия прошла дополнительную обработку, выделение береговых линий и водных объектов, фильтрацию ошибочных значений. Результирующие данные соответствуют спецификации интерферометрических данных о рельефе (Interferometric Terrain Height Data (ITHD)-2). А именно, размер элемента 30х30м, <=20м точность по высоте. Данные распространяются квадратами размером 1х1 градус. При максимальном доступном разрешение 3 арксекунды такой квадрат является матрицей размером 1201х1201 элементов (пикселей). Один дополнительный ряд (нижний) и одна колонка (правая) являются дублирующими и повторяется на соседней матрице.

Данные являются простым 16 битным растром (без заголовка), значение пикселя является высотой над уровнем моря в данной точке, пикселя также может принимать значение -32768, что соответствует значению no data (нет данных). Референц-эллипсоид данных – WGS84.

Название квадрата соответствует координатам его левого нижнего угла. Например: n56e43 /56° с.ш., 43° в.д. Учитывая это, определить, какие именно матрицы необходимы для анализа, довольно легко – для этого достаточно создать обычную сетку через 1 градус и определить название матрицы по значению координат ее левого нижнего угла.

Формат данных SRTM – HGT, который не поддерживается в ArcView. Для конвертирования данных в понимаемый ArcView формат надо перевести их в бинарный растр, а затем в GRID. Можно сделать это двумя способами – вручную или используя специальный скрипт.

Рассмотри по порядку оба способа.

1. Ручная обработка данных SRTM.

1.1. В любом файловом менеджере изменяем расширение файла SRTM с *.hgt на *.bil

1.2. Создаем новый текстовый файл с расширением HDR (файл заголовка), с именем таким же, как имя BIL-файла. Например: n56e43.bil и n56e43.hdr

1.3. В текстовый файл с расширением *.hdr записываем следующее выражение:
BYTEORDER M
LAYOUT BIL
NROWS 1201
NCOLS 1201
NBANDS 1
NBITS 16
BANDROWBYTES 2402
TOTALROWBYTES 2402
BANDGAPBYTES 0

Данное выражение постоянно для любой матрицы SRTM 

1.4. Создаем новый текстовый файл с расширением BLW – файл привязки для файла матрицы в формате BIL. Например: n56e43.bil и n56e43.blw

1.5. В текстовый файл с расширением *. blw записываем следующее выражение:
0.000833333333333
0
0
-0.000833333333333
43
57

В данном выражении для каждой матрицы будут меняться значения в двух последних строках, т.к. это координаты X и Y вернего левого угла. Как упоминалось выше, эти данные можно взять из названия матрицы, помня, что название файла несет информацию о координатах левого нижнего угла, а записывать в текстовый файл следует координаты левого верхнего угла. Таким образом, последняя строка выражения будет отличаться от такового в названии файла на единицу в сторону увеличения (например, название файла матрицы n56e43, значит в содержание BLW-файла в последней строке должно быть значение 57, а в предпоследней – 43).

Таким образом, каждая матрица SRTM будет представлена тремя файлами с одинаковыми названиями, но разными разрешениями. Например: n56e43.bil, n56e43.hdr и n56e43.blw

Внимание! Если файлы HDR и BLW редактируется в блокноте (notepad), необходимо иметь в виду, что по-умолчанию им будет присвоено расширение txt, для того чтобы этого избежать, необходимо при сохранении файла задать ему имя в кавычках: «n56e43.hdr» и «n56e43.blw» (включая кавычки), либо в меню «Тип файла» выбрать «Все файлы». Если этого не сделать, блокнот присвоит файлам имена: n56e43.hdr.txt и n56e43.blw.txt соответственно и при попытке загрузить BIL в ArcView будет выдаваться сообщение об ошибке: Unable to read standard header.

Eсли HDR и BLW редактируется в блокноте (notepad), необходимо при сохранении убедиться, что Encoding (кодировка) установлена в значение ANSI, при установке Unicode, BIL файл будет загружен в ArcView, но просмотреть его будет нельзя. При попытке сохранить данные как GRID будет выдаваться ошибка: n56e43.bil could not be converted to a grid….

1.6. После того как основной файл матрицы переименован и для него созданы файлы привязки и заголовка, переходим к открытию данных в ArcView. 

1.6.1. Для того, чтобы подгрузить файл в виде изображения и работать с ним как с изображением, в панели управления ArcView (при подключенном модуле Image Analyst) нажимаем кнопку «Add Theme – Добавить тему», в открывшемся окне загрузки файла в меню «Data Source Types» выбираем тип файлов как «Image Analysis Data Source», выбираем диск, папку, файл и нажимаем «ОК» — матрица как тема изображения подгружается в Вид. Легенда матрицы раскрашена в полутонах и ее можно настроить с помощью растяжки гистограмм, либо применения стандартных типов растяжек.

1.6.2. Для того, чтобы подгрузить тему в Вид в качестве простого растра для конвертирования в GRID, в панели управления ArcView нажимаем кнопку «Add Theme – Добавить тему», в открывшемся окне загрузки файла в меню «Data Source Types» выбираем тип файлов как «Image Data Source», выбираем диск, папку, файл и нажимаем «ОК» — матрица как тема простого растра подгружается в Вид и отображается как черный квадрат.

1.7. Для конвертирования в GRID, в оглавлении Вида выделяем подгруженную как простой растр матрицу SRTM в формате BIL, в панели управления ArcView (при подключенном модуле Spatial Analyst) в меню «Theme – Тема» выбираем команду «Convert to Grig – Конвертировать в грид» (рис. 318) – открывается окно сохранения файла. 

1.8. В открывшемся окне сохранения файла выбираем диск, папку и записав имя файла, нажимаем «ОК». Имя файлу можно и не задавать – по умолчанию Spatial Analyst предлагает сохранить новый GRID под именем Nwgrd1, но так как файл временный и в дальнейшем будет удален, особого смысла давать ему осмысленное название нет. После нажатия «ОК» запускается процедура конвертирования данных, в завершении которой откроется диалоговое окно «Convert to Grid» в котором будет предложено добавить шейп-файл в Вид. Соглашаемся с предложением, нажав «Yes» — грид-тема рельефа, полученная из матрицы радарной топографической съемки, добавляется в Вид (рис. 319).

Рис. 318. Процесс обработки данных SRTM: конвертирование матрицы из простого растра в GRID
Рис. 318. Процесс обработки данных SRTM: конвертирование матрицы из простого растра в GRID.

Рис. 319. Результат конвертирования матрицы SRTM из простого растра в GRID
Рис. 319. Результат конвертирования матрицы SRTM из простого растра в GRID.

Далее пересчитываем значения матрицы с помощью калькулятора значений карты (Map Calculator) для восстановления нормальных значений (2.0) и фильтрации нулевых значений (2.1).

1.9. В оглавлении Вида выделяем созданный грид Nwgrd1, в панели управления ArcView (при подключенном модуле Spatial Analyst) в меню «Analysis – Анализ» выбираем команду «Map Calculator… – Калькулятор карты» – открывается калькулятор карты.

1.10. В калькуляторе карты для конвертированной в GRID матрицы под именем Nwgrd1, вводим выражение, необходимое, для восстановления нормальных значений:

([Nwgrd1] >= 32768).con([Nwgrd1] — 65536, [Nwgrd1])

и нажимаем кнопку «Evaluate – Рассчитать» (рис. 320) – запускается операция расчета и восстановления нормальных значений, результатом которой становится создание нового грида. Исходящий грид (Nwgrd1) будет пересчитан и в содержание Вида добавлен новый, которому по умолчанию будет присвоено название Map Calculation 1. Завершая операцию, закрываем калькулятор карты.

Рис. 320. Процесс обработки данных SRTM: восстановление нормальных значений GRID-темы
Рис. 320. Процесс обработки данных SRTM: восстановление нормальных значений GRID-темы

1.11. В оглавлении Вида выделяем созданный грид Map Calculation 1, в панели управления ArcView в меню «Analysis – Анализ» выбираем команду «Map Calculator… – Калькулятор карты» и снова открывается калькулятор карты уже для нового грида.

1.12. В калькуляторе карты для GRID-темы Map Calculation 1, вводим выражение, необходимое, для фильтрации неправильных нулевых значений:

([Map Calculation 1] <= -32768).setnull ([Map Calculation 1])

и нажимаем кнопку «Evaluate – Рассчитать» (рис. 321) – запускается операция фильтрации неправильных нулевых значений. Результатом операции будет новый GRID с правильными значениями высот и именем Map Calculation 2. Завершая операцию, закрываем калькулятор карты.

1.13. В оглавлении Вида выделяем результирующий грид Map Calculation 2, в панели управления ArcView в меню «Theme – Тема» выбираем команду «Save Data Set – Сохранить результат анализа» – открывается окно сохранения файла, в котором выбираем диск, папку, вводим имя и нажимаем «ОК». Активный грид сохраняется с заданным именем, однако программа не предлагает добавить его. Если есть необходимость добавить сохраненную грид-тему, необходимо в панели управления ArcView нажать кнопку «Add Theme – Добавить тему» и выбрав файл в окне загрузки нажать «ОК» (рис. 322).

Рис. 321. Процесс обработки данных SRTM: фильтрация неправильных нулевых значений GRID-темы
Рис. 321. Процесс обработки данных SRTM: фильтрация неправильных нулевых значений GRID-темы

Рис. 322. Сохранение результатов обработки GRID-тем
Рис. 322. Сохранение результатов обработки GRID-тем.

2. Автоматизированная обработка данных SRTM.

2.1. Подключаем расширение ГИС-Картограф 2.1 (File/Extensions) – в панель управления ArcView в режиме открытого окна проекта добавляется кнопка «GIS»

2.2. В режиме открытого окна проекта в панели ArcView нажимаем кнопку «GIS» и открываем панель управления картографа.

2.3. В окне картографа во втором снизу меню подключенных скриптов выбираем из списка скрипт «импорт srtm.ave» и нажимаем кнопку «Выполнить» — открывается окно загрузки файлов.

2.4. В окне загрузки файлов выбираем диск, папку, где хранятся данные SRTM (в HGT-формате), в левом окне, выбираем, удерживая Shift, файлы, которые необходимо интегрировать в ArcView и нажимаем «ОК» запускается процесс конвертирования, в результате которого в Вид для каждой матрицы SRTM добавляется 2 темы: стандартная грид-тема высот и грид-тема освещенности склонов. Названия тем соответствуют названию исходных файлов SRTM (рис. 323).

Рис. 323. Автоматизированный процесс обработки данных SRTM с помощью скрипта импорта
Рис. 323. Автоматизированный процесс обработки данных SRTM с помощью скрипта импорта.

В любых операциях с грид-темами раскраска легенды выбирается случайным образом. Чтобы задать классам высот осмысленные цвета дважды кликаем на иконку темы в оглавлении Вида и открываем редактор легенды. Если кол-во классов не устраивает, нажимаем кнопку «Classify… — Классифицировать» и в открывшемся окне классификации в меню «Number of classes – Количество классов» задаем требуемое количество классов и нажимаем «ОК». Далее присваиваем всем символам значений осмысленные цвета, либо выбираем стандартную цветовую схему для шкалы рельефа в меню «Color Ramps» (Elevation #1, Elevation #2) и присваиваем легенду теме, нажав «Apply». Легенду имеет смысл сохранить, нажав кнопку «Save». В открывшемся окне сохранения легенды выбрать диск, папку, записать имя, например elevation.avl, и нажать «ОК».

Как ручным, так и автоматическим способом происходит конвертирование SRTM в грид в географической проекции (decimal degrees), хотя в большинстве случаев требуется получить результирующие данные в метрической проекции, чтобы сопоставить их с другими ДДЗЗ. Для этого грид надо перепроектировать. Опция перепроектирования грид-тем доступна в расширениях Grid Analyst Extension (Ver.1.1) и Grid and Theme Projector v.2.

1. Для перепроектировани грид-темы из географической проекции в метрическую с помощью расширения Grid Analyst Extension (Ver.1.1) подключаем данное расширение (File/Extensions) – в панели управления ArcView появляется три новых меню «Generalize Grid», «Transform Grid» и «Grid Analyst». Выделяем в оглавлении Вида грид-тему для перепроектирования. В меню «Grid Analyst» выбираем команду «Mosaic — Мозаика» — открывается окно «Projector» в котором в меню выбираем метры и нажимаем «ОК». Далее открывается окно настройки проекции, в котором выставляем проекцию и нажимаем «ОК». В следующем диалоговом окне выбираем Вид, в который следует добавить перепроектированный грид. Естественно имеет смысл добавлять перепроектированный грид в тот Вид, в котором задана именно та проекция, в которую грид перепроектируется. Выбираем Вид с нужной проекцией, либо выбираем , для создания нового Вида, и нажимаем кнопку «ОК» (рис. 324). Начинается процесс перепроектирования грид-темы, который завершается добавлением результирующей грид-темы в выбранный Вид (рис. 325).

Рис. 324. Перепроектирование GRID-темы с помощью расширения Grid Analyst Extension (Ver.1.1)
Рис. 324. Перепроектирование GRID-темы с помощью расширения Grid Analyst Extension (Ver.1.1)

2. Для перепроектировани грид-темы из географической проекции в метрическую с помощью расширения Grid and Theme Projector v.2 подключаем данное расширение (File/Extensions) – в панели управления ArcView появляется 3 кнопки и меню «Grid Projector!». В меню выбираем команду «Grid and Theme Projector», или с помощью аналогичной кнопки запускаем процесс – открывается окно выбора темы для перепроектирования, где выбираем нужную тему и нажимаем «ОК». В следующем диалоговом окне в левой части окна настраиваем параметры проекции исходной темы, в правом – результирующей и нажимаем «ОК». В окне «Enter New Cell Size – Ввести новый размер ячейки» вводим новое значение размера ячейки, либо оставляем старое и нажимаем «ОК». Открывается диалоговое окно, в котором предлагается добавить тему в Вид, с чем соглашаемся, нажав «Yes» и переходим к выбору Вида. Выбрав Вид, в который следует добавить тему нажимаем «ОК», тем самым, запустив процесс перепроектирования грид-темы. Результирующая грид-тема в заданной проекции добавится в выбранный Вид (рис. 326).

Рис. 325. Результат перепроектирования GRID-темы из географической проекции в метрическую (Альберса для Европы)
Рис. 325. Результат перепроектирования GRID-темы из географической проекции в метрическую (Альберса для Европы).

Рис. 326. Перепроектирование GRID-темы с помощью расширения Grid and Theme Projector v.2
Рис. 326. Перепроектирование GRID-темы с помощью расширения Grid and Theme Projector v.2

Итогом обработки данных SRTM является создание полигональной, либо линейной (тема изолиний) векторной темы. Полигональная тема более удобна для работы с другими векторными темами, так как позволяет идентифицировать по высоте объекты, однако она более громоздка и при большой площади, требует больших аппаратных ресурсов для отображения. Стандартной в картографии является тема изолиний, в которой горизонтали проводятся через определенный шаг по высоте. Рассмотрим оба варианта создания векторных тем по грид-теме рельефа.

Для перобразования грид-темы в полигональную векторную тему:

1. Выделяем грид-тему в оглавлении Вида.

2. В панели управления ArcView в меню в меню «Theme – Тема» выбираем команду «Convert to Shapefile – Конвертировать в шейп-файл» (рис. 327). В открывшемся окне сохранения файла выбираем диск, папку и записав имя файла, нажимаем «ОК» — запускается процедура конвертирования данных, в завершении которой откроется диалоговое окно в котором будет предложено добавить шейп-файл в Вид.

Рис. 327. Преобразование GRID-темы в шейп-файл
Рис. 327. Преобразование GRID-темы в шейп-файл.

Для построения линейной темы (изолиний) на основе грид-темы:

1. Выделяем грид-тему в оглавлении Вида.

2. В панели управления ArcView в меню «Surface – Поверхность» выбираем команду «Create Contours… – Построить контур» (рис. 328). В открывшемся диалоговом окне «Contour Parameters – Параметры контура» в поле ввода данных «Contour interval – Интервал контура» вводим шаг по высоте в метрах, через который будут проводиться изолинии, и нажимаем «ОК» — запускается процедура построения контуров, в результате которой линейная тема добавляется в оглавлении Вида.

3. Сохраняем тему изолиний в шейп-файл, для чего выделяем ее в оглавлении Вида и в панели управления ArcView в меню в меню «Theme – Тема» выбираем команду «Convert to Shapefile – Конвертировать в шейп-файл» — в открывшемся окне сохранения файла выбираем диск, папку и записав имя файла, нажимаем «ОК». В конце операции соглашаемся с добавлением шейп-файла в Вид.

Внимание! Если Вид имеет метрическую проекцию в процессе создания шейп-файла откроется диалоговое окно, в котором будет предложено сохранить файл в метрической проекции, следует отказаться от предложения, нажав «No», чтобы сохранить шейп в географической проекции.

Рис. 328. Построение изолиний по GRID-теме
Рис. 328. Построение изолиний по GRID-теме

4. Дважды кликаем на иконку сохраненного шейп-файла в оглавлении Вида и вызываем редактор легенды. В редакторе легенды выбираем тип легенды как «Graduated Color – Цветовая шкала», классифицируем по столбцу Contour, выбрав его в меню «Classification Field», выбираем в меню «Color Ramp» оптимальную цветовую схему, например «Terrain Elevation #1», присваиваем теме легенду, нажав «Apply» и сохраняем легенду для темы изолиний, в той же папке и с тем же названием, что и тема изолиний, нажав кнопку «Save – Сохранить».

Рис. 329. Тема изолиний, построенная по GRID-теме поверхности, созданной на основе матрицы SRTM
Рис. 329. Тема изолиний, построенная по GRID-теме поверхности, созданной на основе матрицы SRTM.

 

Содержание

 

 

Страниц: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

Наверх

Пернатые хищники и их охрана
Форум сети
Фотоальбом
Видеотека
  • Login

  • Войти через loginza

    1.08.2017

    Пять орлов-могильников в Ульяновской области помечены трекерами

    Ульяновские орлы-могильники с трекерами фирмы Aquila.

    Летом 2017 г. пять орлов-могильников или солнечных орлов были помечены GPS/GSM трекерами в Ульяновской области. Проект стал возможным благодаря взаимодействию целого ряда организаций.

    28.07.2017

    Где проводят лето неполовозрелые степные орлы?

    Степная орлица по имени Ада. Фото И. Карякина

    Вопреки ожиданиям, ни Ева ни Ада не вернулись на родину (на места гнездования родителей), как в первый год своей жизни поступают все орлы-могильники. Ада провела лето на Кавказе, преимущественно в Азербайджане, а Ева покочевав в горный районах Алтая, переместилась в степи центрального Казахстана, где осела в горах Ерейментау до конца лета.

    Все новости

    Raptors Conservation 34

    Пернатые хищники и их охрана № 34

    Увидел свет новый номер журнала «Пернатые хищники и их охрана / Raptors Conservation» №34. В номере опубликованы статьи по результатам изучения орлана-белохвоста, чёрного коршуна, длиннохвостой неясыти и рыбного филина.

    Орнитофауна центра Европейской России

    Орнитофауна центра Европейской России: динамика, антропогенная трансформация, пути сохранения

    Монография посвящена одному из наиболее актуальных направлений экологических исследований — антропогенной трансформации биоты. Птицы рассматриваются как модельная группа, демонстрирующая широкий спектр реакций и адаптаций живых организмов к воздействию антропогенных факторов, а также важнейший объект компенсационной природоохранной деятельности.

    Все публикации