Digitale Terraindaten, die die meisten Regionen der Vereinigten Staaten abdecken, sind im Format USGS DEM von U.S. Geological Survey verfügbar. Weitere Informationen finden Sie in den Dokumenten zu den Standards digitaler Höhenmodelle (DEM), die unter Nationalmap.gov
verfügbar sind.
Bitte beachten Sie die Unterschiede zwischen Raster-Datasets, die aus USGS 7,5-Minuten erstellt wurden und solchen, die aus 1-Grad-DEMs erstellt wurden. In der folgenden Tabelle werden Raster-Datasets dieser beiden Quellen miteinander verglichen:
| Faktor | Raster-Dataset aus einem 7,5-Minuten-DEM | Raster-Dataset aus einem 1-Grad-DEM |
|---|---|---|
Geographische Ausdehnung | ||
| 7,5' x 7,5' | 1° x 1° |
| 12 km x 14 km | 90 km x 110 km |
Projektion | UTM | Geographisch |
Zone | 1 bis 60 | n. z. |
Geländeeinheiten | Meter | Arc-Sekunden |
Oberflächen-Z-Einheiten | Meter | Meter |
Sphäroid | Clarke 1866 | WGS72 |
X-Verschiebung | 0.00000 | 0.00000 |
Y-Verschiebung | 0.00000 | 0.00000 |
Entfernung zwischen Höhenpunkten in X und Y | 30 m x 30 m | 3 Arc-Sekunden 75 m x 75 m (ca., in den USA) |
Anzahl der Höhenpunkte in X und Y | Variiert. Die typische Spaltenanzahl liegt zwischen 345 und 385 und die Zeilenanzahl liegt zwischen 460 und 475. | Konstante von 1201 x 1201. |
Abweichung in der Entfernung an der Erdoberfläche zwischen den Höhenpunktabständen im ganzen Raster-Dataset | Keine Abweichung, konstante Abstände. | Variiert mit dem Breitengrad. |
Raster-Datasets, die aus 1-Grad-DEMs des USGS erstellt wurden, eignen sich nicht sofort für eine Analyse des Volumens, der Neigung oder der genauen Sichtbarkeit, da die XY-Positionen als Breiten- und Längengrade, die Z-Werte jedoch in Metern gemessen werden. Folglich ist die tatsächliche, durch eine Gelände-Einheit dargestellte Entfernung im Gelände nicht konstant, und die Gelände-Einheiten und die Oberflächen-Z-Einheiten sind nicht in derselben Maßeinheit angegeben.
Anders als bei 7,5-Minuten-DEMs des USGS, die Oberflächenhöhen mit konstanten Abständen von 30 Metern enthalten, enthalten 1-Grad-DEMs Geländehöhen mit Intervallen von jeweils 3 Arc-Sekunden. Die tatsächliche durch 3 Arc-Sekunden dargestellte Entfernung in Geländeeinheiten ist je nach Breitengrad sogar innerhalb des Raster-Datasets unterschiedlich. Beispiel: In Südkalifornien oben im Raster-Dataset betragen 3 Arc-Sekunden 76,86 Meter auf der X-Achse und 92,36 Meter auf der Y-Achse. Unten im Raster-Dataset betragen 3 Arc-Sekunden 77,11 Meter auf der X-Achse. Im Bereich des Nordpols geht die Entfernung auf der X-Achse gegen null.
Die 7,5-Minuten-USGS-DEMs sind ein Nebenprodukt des Ortho-Photomapping-Programms. Einige Orthofotos wurden mithilfe halbautomatischer Geräte für die Profilerstellung produziert, bei denen entlang den Profilen Höhen dargestellt werden. "Wenn diese Höhen wieder auf ein 30 qm großes Raster gesampelt werden, kommt es durch die Interpolationstechnik zu geschätzten Höhen, die in der parallel zu den Profilen verlaufenden Richtung räumlich viel stärker autokorreliert sind als in der orthogonalen Richtung. Viele aus diesen Modellen erstellte Bilder haben deutlich sichtbare "Streifen", die parallel zur Scan-Richtung des Profilierungsgeräts verlaufen." Weitere Informationen zu diesem Thema: Mark, D., "Automated Detection of Drainage Networks from Digital Elevation Models" in Proceedings of the Sixth International Symposium on Computer Assisted Cartography (Auto-Carto VI), Vol. 2, 1983, S. 288–298.
Sie können die Daten auf diesen Effekt hin überprüfen, indem Sie eine Schummerung des Raster-Datasets mit dem Werkzeug Schummerung erstellen und sie anzeigen. Falls Streifen zu sehen sind, sollten Sie die Werte vor dem weiteren Verwenden des Höhen-Rasters mit dem Werkzeug Filter glätten und den Filtertyp LOW angeben.
Projizieren von DEMs
Damit ein Oberflächenmodell für die Analyse von Volumen, Neigung und genauer Sichtbarkeit geeignet ist, müssen die Geländeeinheiten in dem 1-Grad-USGS-DEM auf eine nichtwinklige Maßeinheit wie beispielsweise UTM oder Lambert projiziert werden. Ferner müssen die Oberflächen-Z-Einheiten in denselben Maßeinheiten ausgedrückt werden wie die Geländeeinheiten.
Mit dem Werkzeug Projektion definieren bzw. dem Werkzeug Raster projizieren (mit der Resampling-Methode BILINEAR oder CUBIC) können Sie Raster-Datasets in die gewünschte Projektion konvertieren oder die Daten ändern.
Das Datum WGS72 verfügt nicht über dieselbe Transformationsmethode wie NAD27 oder NAD83. Es muss also ein äquivalentes Datum verwendet werden.