SRTM DEM数据在气象业务服务中的应用

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【摘 要】 使用Global mapper、saga、surfer等软件，利用srtm dem数据源提取制作适合本区域或服务区域的立体高程地图、水系汇流地图、山区小流域立体示意图等相关图像信息应用于气象服务产品。

【关键词】 Srtm DEM数据 气象服务 应用

引言

随着气象业务服务的深入和拓展，气象服务产品越来越精细化、多样化、图表化。如果提供给服务对象的气象服务产品，不仅有详尽的文字材料说明，还有更加精细、清晰、翔实的图表资料，往往会收到事半功倍的效果。其中，制作适合本区域或服务区域的立体高程地图、水系汇流地图、山区小流域立体示意图等是十分重要的工作。

鉴于地理信息数据处理工作的复杂性和保密性，收集整理出覆盖地域广且符合精细化气象服务需求的地理信息数据并不容易。目前可利用公开的SRTM DEM数据源来提取制作适合本区域或服务区域的相关图像信息。

SRTM的全称是Shuttle Radar Topography Mission，SRTM数据主要是由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量的，所获取的雷达影像数据经过处理，制成了数字地形高程模型，该测量数据覆盖中国全境。目前能够从网络上免费获取中国境内90m分辨率的SRTM V4.1文件。但从网络上下载下来的数据覆盖面较宽，数据量较大，数据格式不统一，不便在实际气象服务中使用。

通过相关应用软件，结合气象服务产品对服务区域和数据精度的需要，可提取制作本地化的Srtm DEM数据，达到减少数据量、形成便于使用的数据格式文件、增大服务区域显示精度，便于提取制作山脊、河网、湿润指数等图像信息的目的。

1 资料来源及说明

在SRTM的官方网站NASA/JPL SRTM：http：//www.jpl.nasa.gov/srtm/上可以通过FTP下载到DEM数据，或在中国科学院的网站上下载ZIP压缩格式的数据包。早期的SRTM数据由于雷达技术的限制，存在许多空洞区域或高程数据缺失、失常等问题，目前可下载的SRTM数据经过了美国国家地理空间情报局的处理，数据质量有了很大的提高。（如图1）

2 主要处理方法和步骤

2.1 数据的初步处理

根据本地业务服务需要，粗略设定经纬度区域范围，将下载回来的Srtm DEM数据包（ZIP格式）解压缩。利用Global mapper软件，打开其中的.TIFF文件，可显示出粗略的立体图像。

以万州为例，图2是下载回来的包含万州区域的原始DEM数据资料显示情况，该资料数据量大、图象覆盖范围较宽且不规则，与万州的行政区域形状差距较大，不适合直接应用于实际气象业务服务产品的制作。（如图2）

2.2 数据区的裁剪

利用Global mapper软件的surfer网格输出选项，设置服务区域的经纬度范围，裁剪生成适合本地气象业务服务需要区域的矩形规则海拔高程网格文件。（如图3）

经初步裁剪，生成surfer格式的立体高程数据，裁剪后的效果如下图：（如图4）

2.3 网格处理，增强效果

利用surfer等软件对裁剪形成的数据进行进一步网格处理，包括滤波、样条平滑等，增强细节显示效果。（如图5）

2.4 图像边界的白化

利用surfer的边界白化菜单或自动化边界白化功能，按照本区域或服务区域的地图边界，输出符合本区域或服务区域的立体高程地图。（图6是通过surfer的自动化边界白化功能制作出的万州区立体高程地图）（如图6）

2.5 山脊、水系汇流网等信息的的提取

利用已处理好的矩形规则立体高程网格资料，用saga软件处理生成符合surfer格式的山脊、水系网、湿润指数数据文件。再经surfer边界白化输出符合本区域或服务区域地图形状的山脊、水系网、湿润指数数据文件。（图7为利用saga软件处理生成的符合surfer格式的万州区域水系网图）（如图7）

下图（图8）是利用Srtm DEM提取制作的的万州区域水系网（提取山脊、河网、湿润指数等图像信息与上方法步骤类似。）：（如图8）

2.6 数据图像资料的叠加整合