Geodézia és kartográfia 2015 (67. évfolyam, 1-12. szám)
2015 / 5-6. szám - Szabó Gergely - Mecser Nikoletta - Karika Anita: Szabad hozzáférésű felszínmodellek összehasonlító vizsgálata hazai mintaterületen
Szabad hozzáférésű felszínmodellek összehasonlító vizsgálata hazai mintaterületen Szabó Gergely-Mecser Nikoletta-Karika Anita Bevezetés, célkitűzés Napjaink térinformatikai feladatai számos esetben megkívánják azt, hogy rendelkezésre álljon digitális felszínmodell egy adott területről, vagy egy létesítményről. E modellek előállítására mára sokféle módszer adott. Ilyenek például a nagy pontosságú helyszíni mérések, (Vass R.-Szabó G. 2014), vagy a topográfiai térképek (Szabó Sz.-Demeter G. 2008), LIDAR-mérések (Szatmári J. et al. 2011, Kugler Zs. et al. 2004, Kugler Zs. et al. 2005, Lénárt Cs. et al. 2011), valamint a fotogrammetriai úton származtatott adatgyűjtés (Kugler Zs. et al. 2004, Pirkhoffer E. et al. 2014). Az elsőn kívüli módszerek egyik fő jellemzője azok nagyfokú automatizáltsága, azaz a rendkívül nagy mennyiségű adat számítógépes feldolgozása, emellett mindegyikre igaz az, hogy a végső modell létrehozása hosszadalmas és számos buktatót rejtő feladat. Nyilvánvaló tehát, hogy amennyiben rendelkezésünkre áll egy ingyenesen elérhető modell, azt felhasználjuk munkánkhoz. Az elmúlt években több olyan felszínmodell is ingyenesen elérhetővé vált (pl. SRTM), melyek földrajzi értelemben jó felbontása már igen széles körű felhasználást tesz lehetővé, a talajkutatástól (Borelli et al. 2014) a geomorfológiai (Ibanez et al. 2014) és meteorológiai (Meij et al. 2014) vizsgálatokon át a mesterséges vízborítással kapcsolatos (Pan et al. 2013) projektekig. Sokszor találkozhatunk azonban azzal, hogy bizonyos speciális helyzetekben bizonytalan ezek pontossága (pl. beépített, vagy erdővel borított területeken, nagy domborzattal rendelkező helyeken, vagy vízfelületeknél), vagy annak bizonyos tulajdonságait nem veszik figyelembe (pl. a felszíni objektumok magassága). Emellett külön érdekessége e rendszereknek, hogy közülük több már a második vagy harmadik kiadásában érhető el, azaz ugyanazon adatbázisnak több verziója is letölthető, melyek kisebb-nagyobb mértékben eltérnek egymástól. Vizsgálataink során arra kerestük a választ, hogy milyen eltéréseket tapasztalunk egy-egy ilyen felszín és egy topográfiai térkép alapján készített modell között, azaz az előbbiek milyen mértékben torzulnak a domborzat, a felszíni objektumok és az adatrögzítés technikája miatt. Ugyancsak megvizsgáltuk, hogy az eltérő verziók mennyiben térnek el egymástól. Felhasznált anyagok és módszerek A mintaterület jellemzése Vizsgálatainkat két mintaterületen végeztük. A Somló-hegy egyrészt megközelítőleg minden irányban hasonló kiterjedésű lejtőkkel rendelkezik, így az egyenletes kitettség révén homogén alapot biztosított. Másrészt csupán a legfelső régiójában találunk erdőket, lejtős szőlővel borítottak, így a felszínmodelleket jó közelítéssel domborzatmodellnek vehettük esetében (a fás területeket kihagytuk vizsgálatainkból). A debreceni mintaterület a kettőssége miatt került kijelölésre (1. ábra). Egyik oldalról a keresztszelvény külterületi része - hasonlóan a Somlóhoz - nem tartalmaz jelentős felszíni tereptárgyakat, így itt is megfeleltethető a felszínmodell domborzatmodellnek. A belterületi rész ezzel szemben többféle beépítettséggel is rendelkezik, úgymint a kistelepülésekre jellemző kertes családi házas övezet, és a nagyvárosokra jellemző, panelházas, nagy középületekkel beépített körzetek. Az ASTER-GDEM-adatbázis A GDEM adatbázisát az USA és Japán közös fejlesztésének eredményeként 2009-ben publikálták. A TERRA-műholdon elhelyezett ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) érzékelő felvételeiből állították elő az 1 szögmásodperces térbeli felbontású, 1 ° X1 ' kiterjedésű felszíncsempéket. Minden pixel esetében rendelkezésre áll egy becsült pontossági érték is, mely ugyancsak letölthető. A hibát főként az USA és Japán területén vizsgálták, de néhány más területen is végeztek hibabecslést (GDEM, asterweb.jpl.nasa. gov/gdem.asp 2010). Az átlagos mért hibát 0,69 m-nek adták meg. Az adatbázis újragenerált második verzióját 2011 őszén publikálták. Az addig alkalmazott algoritmusokat újakra cserélték, és az előzőnél pontosabb modellt publikáltak (GDEM, http://www. jspacesystems.or.jp/ersdac/GDEM/E/4. html 2011). Ennek átlagos hibája 0,2 m (Tachikawa et al. 2011). Az SRTM-adatbázis A 2000-ben még működő űrsiklóprogram keretében az Endeavour 233 km átlagos magasságú pályán, 57 fokos inklináción haladva 149 keringés alatt gyűjtötte az adatokat. Ennek eredménye lett a Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) adatbázis, ahol két berendezés (X-RADAR és SIRC/X-SAR) mérései alapján alakították ki a földfelszín modelljét (Jákob 2001, Tímár et al. 2003). Az adatbázist régebbi domborzatmodellekkel, több ezer illesztési ponttal, valamint GPS-mérésekkel referálták. Az eredeti felbontás kb. 30 m volt, de nagyon sok magassági hibával terhelve, ezt szűréssel redukálták. Külön figyelmet fordítottak a vízfelületek pontos modellezésére. Az adatbázis átlagos vízszintes pontossága Európában 8,8 m, magassági pontossága pedig 6-8 m. (Farr et al. 2000). A későbbiekben az adatbázist (pontosított formában) újra közzétették (SRTM-V2). A feldolgozás menete A távérzékeléses módszerrel készített modelleket a valós felülettel kívántuk összehasonlítani. Esetünkben az 1:10 000 topográfiai térképek szintvonalaiból, a mintaterületről általunk GEODÉZIA ÉS KARTOGRÁFIA