学文网摘要:本文总结了3S技术应用之一：由SRTM数据获取地形等高线及KMZ文件等的基本方法、实例及精度评价，其应用将促进野外工程前期规划阶段相关专业设计质量、效率的提升，特别适用于偏远地区等难以快速获得地形资料的项目。
关键词: SRTM数据，规划阶段，地形***
Application exploration of STRM data in hydraulic
project planning and design
LEI Tengyun*,GAO Rui
(College of Water Resources，Hydraulic Power and Architecture，Yunnan Agricultural University, Kunming 650201,china)
Abstract: This paper summarized one of the important applications for 3s technology: the basic methods, examples and accuracy evaluation of topographic contour and KMZ file obtained by SRTM data，will promote quality and efficiency of professional design in the early stage of planning field engineering. It is particularly suitable for remote area to get any difficult terrain data.
Keywords: SRTM data；planning stage；topographic map.
中***分类号： TV 文献标识码： A
0 引言
3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，其中SRTM数据是一款惠及各国技术人员的方便、实用的数字高程模型（DEM）。在工程领域中，也是在前期规划时难以获得地形资料的项目中采用的常用手段之一。
1 SRTM数据简介
SRTM数据是由美国太空总署(NASA)和***国家测绘局(NIMA) 以及德国和意大利的航天机构共同参与于2000年2月开始联合测量的，SRTM的全称是Shuttle Radar Topography Mission，即航天飞机雷达地形测绘使命。2000年2月美国“奋进”号航天飞机上搭载的SRTM系统共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取到北纬60°至南纬56°之间，面积超过1.19亿平方公里的9.8万亿字节的雷达影像数据，覆盖全球陆地表面的80%以上。经过两年多的处理，最终制成首个真正意义上的全球数字高程模型(DEM)[1] [2]，该测量数据覆盖中国全境。
2 SRTM数据精度
SRTM数据精度有1 arc-second和3 arc-seconds两种，称作SRTM1（30M数据）和SRTM3（90M数据）。目前能免费获取的SRTM3（90M数据），其初始平面精度±20 m , 高程精度±16m。 该数据产品2003年开始公开，经历多次修订，目前的数据修订版本为2008年的V4.1版本。“该版本运用了新的插值算法，数据质量较前几个版本有了显著改善，从而使得该版本成为目前免费使用质量最高的SRTM数据集。”（"This latest version represents a significant improvement from previous versions, using new interpolation algorithms and better auxiliary DEMs. We are confident this is now the highest quality SRTM dataset available."）[3]
根据目前国内外相关人员的研究分析，SRTM数据精度受目标区域的诸多因素影响。比如：表面光亮度，目标区域的亮度越大，SRTM数据精度越高；坡度，坡度小于10°的区域数据精度明显高于坡度大于10°的区域；除此之外，坡向和植被对SRTM数据精度也有很大影响，东南向精度高于西北向，植被越少的区域，数据精度也越高。
通常1:50000 DEM数据的平面精度为30-50m，高程精度为25m。SRTM***宣称的SRTM3在未改善前的精度是标称绝对平面精度±20 m， 标称绝对高程精度±16m[4]，而根据负责SRTM数据整理的Jet Propulsion Lab.研究报告[5]中指出：航天飞机雷达地形测绘使命的目标是获得90%置信区间内的绝对高程误差为16m，而SRTM数据整体误差几乎是该目标的一半（the SRTM has an absolute height error which exceeds the mission goal of 16m(90 percent) by almost a factor of two）。其***公布的质量评估报告[6]中认为：在热带地区SRTM3（90M）数据精度优于1:50000地形***矢量化得到的数据（more accurate than the 1:50000 scale cartographically derived (TOPO) DEM）；当只能获得比例尺大于1:25000（如1:5万和1:10万）的地形***时，最好使用SRTM数据（if only cartography with scales above1:25000 (i.e., 1:50000 and 1:100000) is available, it is better to use the SRTM DEMs）。国际地球科学资讯网路中心（CIESIN）对SRTM上个版本V3的精度评估[6]认为SRTM数据的绝对垂直精度是原SRTM需求规约（16m）的2--4倍（Absolute vertical accuracy of CGIAR-CSI SRTM data for our datasets proved to be two to four times higher than the value of 16 m presented in the original SRTM requirement specification.）。[3][7]
综上所述，在地形资料短缺的南亚、非洲这类纬度较低，位处热带，而植被不发育（指非洲）的区域，SRTM数据的精度即使受到坡度，植被等因素的影响，整体上还是能够保证满足1:50000地形***的精度要求。这样使得这些区域的工程项目的前期踏勘规划阶段能够顺利进行，同时可以充分提高效率以及大大缩减设计成本。
3 SRTM数据应用步骤
3.1 SRTM数据获取
目前，免费获取SRTM数据的途径有两种，一是通过SRTM数据***网站获取，一是通过国内的镜像站点获取。以下是SRTM数据获取的链接地址：
1、/SELECTION/inputCoord.asp（SRTM数据***网站）
2、/（国内镜像站点）
下面以国内镜像站点为例进行讲解：
***1：SRTM数据国内镜像站点搜索界面
Fig.1 SRTM data of domestic mirror site search interface
进入到国内镜像站点(见***1)，用户就可以通过框选、输入踏勘范围的经纬度或者是按照行***划区的方式来实现对目标区域的查找，然后在数据集中选择DEM数字高程数据（90M数据）进行搜索。然后根据需要***相关的地形数据即可。
3.2 SRTM数据处理
完成目标区域地形数据***后，启动能进行SRTM数据处理的通用软件（比如globalmapper），将之前获得的地形数据文件解压，找到后缀为.img的文件，导入软件，即可获得目标区域的地形***（见***2）：
***2：目标区域的地形***
Fig.2 The topographic map of target area
3.3投影面基准设置
SRTM 数据格式是基于WGS84基准的经纬度平面坐标，因此需要针对不同的项目所在地区，将数据的椭球基准和投影方式转化为项目所需的格式，如我国常用的西安80坐标基准。此外，用户既可以从 globalmapper提供的 300 多种大地坐标系和 100 多种投影方式中进行选择，也可以通过外部文件加载基准和投影方式。
除此之外，用户还可以对将来输出内容的经纬度网格线，以及点样式，线样式，矢量显示等进行设置。
3.4生成等高线
根据研究区域边界坐标生成等高线：在设置好等高线间距，***形简化程度，等高线边界（可框选一定范围，也可指定具体的坐标值：在等高线边界选项中输入研究区域的西南角坐标和东北角坐标值）后，即可生成平滑形等高线如下：
***3：生成等高线操作界面***4：生成等高线后的效果***
Fig.3 Contour generation interfaceFig.4 Effect diagram after contour generation
3.5输出矢量格式
完成等高线生成以后，用户就可以根据后续工作需要选择输出DXF，DWG等格式的文件，以便供Autocad直接操作，进行工程选址，枢纽布置，施工布置，工程量计算等；也可输出供google earth打开的KML/KMZ文件，实现在google earth中制作现实三维等高线地形***，这样看起更为直观。
4 实例
以下（***5）为某水库项目枢纽区地形数据成果，通过SRTM数据（90M数据）可方便的进行坝线选址（***6）、初步方案布置及库容估算等，与google earth结合后也非常便于现场踏勘定位。
***5：某水库项目枢纽区地形***6：该水库项目坝线选址
Fig.5 Hub area of a reservior Fig.6 Dam line location of the reservior
参考文献：
[1] 汪凌，美国航天飞机雷达地形测绘使命简介.测绘通报[J].2000,12:38-40；
[2] 张朝忙，刘庆生，刘高焕，等. SRTM3与ASTER GDEM数据处理及应用. 地球与地理信息科学[J]. 2012,28（5）：29-34；
[3]/Elevation/SRTM/
[4] 孙茜，SRTM数据精度检测[D]，长安大学，2010
[5] Rodriguez, E., Morris C.S.et al. A Global Assessment of the SRTM Performance. Photogrammetric Engineering&Remote sensing [J]. 2006, 72(3):249-260
[6]/
[7] Gorokhovich Y., Voustianiouk A. Accuracy Assessment of the Processed SRTM-based Elevation Data by CGIAR Using Filed Data from USA and Thailand and Its Relation to the Terrain Characteristics. Remote Sensing of Environment [J] 2006,104:409-415
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