Qual è la fonte dello striping orizzontale e verticale nei DEM USGS?


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Durante l'elaborazione dei dati DEM di 30m e 10m scaricati attraverso il National Map Viewer dal National Elevation Dataset, abbiamo notato strisce orizzontali e verticali non solo nei risultati prodotti, ma anche in semplici sfumature analitiche dei DEM grezzi. Qualcuno conosce la fonte? Se non la fonte, forse come rimuovere questi artefatti? Questi artefatti diventano molto pronunciati quando si usano i DEM per calcolare gli indici topografici. Questi artefatti rimangono anche dopo il riempimento della depressione.

Di seguito sono riportate le immagini che mostrano lo striping in 30m e 10m di dati provenienti da bacini idrografici sia in Pennsylvania che in Colorado e un calcolo dell'indice topografico finito che mostra gli artefatti di uno spartiacque a Syracuse, NY.

Colorado - HUC8 - 10190004 - 10m

Colorado - HUC8 - 10190004 - 10m

Colorado - HUC8 - 10190004 - 30m

Colorado - HUC8 - 10190004 - 30m

Pennsylvania - HUC8 - 02040103 - 10m

Pennsylvania - HUC8 - 02040103 - 10m

Pennsylvania - HUC8 - 02040103 - 30m

Pennsylvania - HUC8 - 02040103 - 30m

Calcolo del TI terminato per lo spartiacque di Onondaga Creek a Syracuse, NY

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Risposte:


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Tentativo di rispondere alla mia domanda:

La causa di striping negli esempi che ho fornito è interamente dovuta al mio flusso di lavoro, non a qualsiasi problema legato al modo in cui i dati sono stati originariamente assemblati o sottoposti a mosaico insieme. I DEM con cui ho avuto a che fare sono stati tutti generati da tecniche più recenti, come evidenziato da questa mappa:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

I due metodi che coprono le aree con cui stavo lavorando sono LIDAR e altri sensori attivi o interpolazione lineare complessa. Le tecniche più vecchie a cui fa riferimento Dan Patterson sono le tecniche di profilazione manuale e gestalt Photomapper. Infatti l'USGS fa riferimento a questo nel link NED @Dan Patterson condivide:

I DEM di origine precedente prodotti con metodi ormai obsoleti sono stati filtrati durante il processo di assemblaggio NED per ridurre al minimo gli artefatti che si trovano comunemente nei dati prodotti da questi metodi. La rimozione degli artefatti migliora notevolmente la qualità della pendenza, dei rilievi ombreggiati e delle informazioni di drenaggio sintetico che possono essere ricavate dai dati di elevazione. Il processo di filtro per la rimozione degli artefatti non elimina tutti gli artefatti. Nelle aree in cui l'unico DEM disponibile è prodotto con metodi meno recenti, può ancora verificarsi lo "striping". L'elaborazione del NED include anche i passaggi per regolare i valori in cui i DEM adiacenti non corrispondono bene e per riempire le aree del nastro di dati mancanti tra i DEM. Queste fasi di elaborazione assicurano che il NED non abbia aree vuote e discontinuità artificiali minime.

Quindi cosa ha causato i miei problemi di striping?

Mentre, per calcolare correttamente i valori TI in SAGA GIS, abbiamo bisogno che le unità cellulari siano in metri, non la misura in gradi del sistema di coordinate geografiche originale, e quindi il primo passo del nostro flusso di lavoro consisteva nell'usare ArcMAP (odio il set di strumenti di proiezione di SAGA) per proiettare il DEM nella corretta proiezione UTM. All'interno di questo passaggio ci sono diverse opzioni per ricampionare il DEM. In tutti i DEM e gli output risultanti con striping, abbiamo erroneamente lasciato la tecnica di ricampionamento predefinita come nostra scelta- l'algoritmo di ricampionamento predefinito è il vicino più vicino, che non dovrebbe mai essere utilizzato con un set di dati continuo come i dati di evelation presenti in un DEM. Quando i DEM sono stati proiettati utilizzando il ricampionamento interpolazione bi-lineare, non sono stati osservati artefatti orizzontali o verticali nel DEM o in nessuno dei prodotti risultanti.

ESRI lo sapeva:

I DEM sono suscettibili di artefatti. Molti DEM hanno già alcuni artefatti introdotti durante la creazione; le sfumature di quei DEM amplificheranno le anomalie e le renderanno visibili. Se il DEM non ha alcun artefatto prima di essere reso come una sfumatura, il problema può essere causato usando un metodo di ricampionamento improprio durante la proiezione dei dati DEM. Un DEM è un dato raster continuo. Il metodo di ricampionamento bilineare dovrebbe essere utilizzato nelle proiezioni raster o in qualsiasi trasformazione raster. Quando si proiettano dati raster utilizzando lo strumento Project Raster GP, non utilizzare il metodo di ricampionamento predefinito. Scegli invece il metodo di ricampionamento bilineare o di ricircolo della convoluzione cubica.

Fonte: http://support.esri.com/en/knowledgebase/techarticles/detail/29127

E l'USGS lo sa, affermando nelle FAQ:

D: Quali sono i metodi di ricampionamento migliori per preservare l'accuratezza dei dati NED e le caratteristiche del terreno?

A: La convoluzione cubica e l' interpolazione bilineare sono i metodi preferiti per ricampionare i dati digitali di elevazione e risulteranno in un aspetto più uniforme. Il vicino più vicino ha la tendenza a lasciare artefatti come scalini e strisce periodiche nei dati che potrebbero non essere evidenti quando si visualizzano i dati di elevazione ma potrebbero influenzare i derivati, come rilievi ombreggiati o raster pendii. *

Fonte: http://ned.usgs.gov/faq.html#RESAMPLE

Quindi, la mia folle accettazione delle impostazioni predefinite in ArcMap (e la mia ignoranza dei risultati) ha causato questo. Un errore molto evidente probabilmente.

Vivere e imparare.


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Ci sono alcuni post sulla possibile fonte dello striping che sono troppo lunghi per essere copiati qui e postati, ad esempio

https://geonet.esri.com/message/248734?sr=search&searchId=8194652f-cac8-4737-93a2-c5dccdeb29ff&searchIndex=5#248734

http://ned.usgs.gov/about.html

http://www.ctmap.com/assets/pdfprojects/destripe.pdf

Alcuni dei problemi sono associati alla natura dei dati stessi.


Grazie per quei link utili. Mi hanno aiutato a capire come osserverei lo striping o i dati DEM profilati manualmente (per usare la terminologia qui: ctttp / assets / pdfprojects / destripe.pdf ) o i dati elaborati automaticamente usando GPM (Gestalt Photomapper). Ma hanno anche portato a fonti che indicavano che i DEM che ho scaricato sono derivati ​​da nuove tecniche di elaborazione. Ad esempio, il set di dati Colorado è stato generato utilizzando "Interpolazione lineare complessa e il set di dati PA utilizzando dati LIDAR. Queste tecniche, penso, dovrebbero ridurre notevolmente lo striping. Non sono vero?
traggatmot

Prova a sintetizzare le informazioni nei link.
Aaron
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