Zagadnienie jakości numerycznych modeli terenu

• Autorzy: Hejmanowska B. , Drzewiecki W. , Kulesza Ł.

Warianty tytułu

EN

The quality of digital terrain models

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Numeryczne modele terenu (NMT) stanowią bardzo istotną warstwę informacyjną w systemach GIS. Wiele analiz przestrzennych wykonuje się z ich wykorzystaniem - poczynając od prostych zapytań, poprzez analizę map pochodnych NMT: map nachyleń i ekspozycji, aż do wykorzystania NMT w skomplikowanym modelowaniu zjawisk zachodzących w środowisku. Analizy te można przeprowadzać (i tak robi się najczęściej) tzw. metodą twardą, czyli nie biorąc pod uwagę wiarygodności danych źródłowych, lub metodą miękką - biorąc pod uwagę różne aspekty dokładnościowe danych źródłowych oraz przyjmując miękkie, rozmyte warunki analizy. Ostatnio coraz większą uwagę zaczyna się przywiązywać do wiarygodności wyników analiz GIS i w związku z tym częściej pojawia się problematyka jakości i dokładności danych źródłowych w systemach GIS. Problemem jest też fakt, iż producenci oprogramowania GIS rzadko rozwijają w nim wsparcie dla analiz dokładnościowych. Niniejsza publikacja ma charakter przeglądu literatury tyczącej się określania i modelowania dokładności numerycznych modeli terenu. Publikacja została przygotowana w ramach projektu AGH nr: 11.11.150.949.

EN

The Digital Elevation Model is one of very important layers in GIS systems. Many spatial queries are made with the use of DEM, from simple questions to derivatives such as slope, aspect and viewshed maps to complicated modelling of environmental phenomenon. The analyses can be made (and that is the usual case) by the so called hard method, which does not take into account the reliability of source data, or with the fuzzy method, which takes into consideration multiple accuracy aspects. Recently, more and more attention has been paid to the GIS analyses credibility, which makes the accuracy issues more important than ever. Another problem is that GIS software only occasionally delivers tools for algorithm and function accuracy analysis. The paper provides a review of literature concerning the statement and modelling of inaccuracy in Digital Elevation Models. The work was supported by AGH project No. 11.11.150.949.

Słowa kluczowe

PL

błąd; niepewność; wiarygodność; numeryczny model terenu; NMT

EN

error; uncertainty; reliability; digital terrain model (DTM); DEM

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 18a
• Strony: 163--175
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz.

Twórcy

autor

Hejmanowska B.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Wydział Geodezji Górniczej Inżynierii Środowiska, AGH, Kraków, tel. [phone], fax: [phone]

autor

Drzewiecki W.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone]

autor

Kulesza Ł.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Ackerman F. 1996. Technique and strategies for DEM generation. Digital photogrammetry. American Society for Photogrammetry and Remote Sensing. 135-141.
• 2. Aguilar F.J., Agüera F., Aguilar M.A., Carvajal F., 2005. Effects of Terrain Morphology, Sampling Density, and Interpolation Methods on Grid DEM Accuracy. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing Vol. 71, No. 7, July 2005, p. 805–816.
• 3. Borgefors, G., 1986. Distance Transformations in Digital Images. Computer Vision, Graphics and Image Processing, CVGIP 34 (3), p. 344-371.
• 4. Cierniewski J., Gdala T., Karnieli A. 2004. A hemispherical–directional reflectance model as a tool for understanding image distinctions between cultivated and uncultivated bare surfaces. Remote Sensing of Environment 90 (2004), p. 505–523.
• 5. Davis T.J., Keller C.P. 1997. Modeling and visualizing multiple spatial uncertainties. Computers and Geoscinces 23, p. 397-408.
• 6. DHI. 2001: http://www.dhigroup.com/Software.aspx
• 7. Desmet P., 1997. Effects of Interpolation Errors on the Analysis of DEMs. Earth Surface Processes and Landforms 22, p. 563-580.
• 8. Fisher P.F 1991. First experiments in viewshed uncertainty: The accuracy of the viewshed area. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 57: 10, 1321–1327.
• 9. Fisher P.F., 1998. Improved modeling of elevation error with geostatistics. GeoInformatica 2, p. 215-233.
• 10. Fisher P.F 1999. Models of uncertainty in spatial data. In Longley PA, MF Goodchild, DJ Maguire & DW Rhind (eds). Geographical Information Systems: Principles, Techniques, Management, and Applications, John Wiley and Sons: New York, NY, 191– 205.
• 11. Fisher P.F 2003. Data quality and uncertainty: Ships passing in the night! In Shi W, MF Goodchild & PF Fisher (eds). Proceedings of the 2nd International Symposium on Spatial Data Quality ‘03 Advanced Research Centre for Spatial Info. Technology, Dept. of Land Surveying and Geo-Informatics, Hong Kong Polytechnic University: Hong Kong, China, 17–22.
• 12. Fisher P.F., Tate N.J. 2006. Causes and consequences of error in digital elevation models. Progress in Physical Geography 30, 4, p. 467-489.
• 13. Florinsky I.V., 1998. Accuracy of local topographic variables derived from digital elevation models. International Journal of Geographical Information Science 12, p. 47- 62.
• 14. Hejmanowska B., 2005. Wpływ jakości danych na ryzyko procesów decyzyjnych wspieranych analizami GIS. Rozprawy, monografie 141. AGH Uczelniane.
• 15. Hejmanowska B., 2006. Wspomaganie decyzji z wykorzystaniem narzędzi GIS – ryzyko związane z dokładnością danych źródłowych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 16.
• 16. Heuvelink G.B., 1998. Error Propagation in Environmental Modelling with GIS. Taylor & Francis.
• 17. Holmes K.W., Chadwick O.A., Kyriakidis P.C., 2000. Error in a USGS 30 m DEM and its impact on terrain modeling. Journal of Hydrology 233, p. 154-173.
• 18. Hunter G.J., Goodchild M.F., 1997. Modeling the uncertainty of slope and aspect estimates derived from spatial databases. Geographical Analysis 29, p. 35-49.
• 19. Kraus K., Karel W., Briese Ch., Mandlburger G., 2006. Local Accuracy Measures for Digital Terrain Model. Photogrammetric Record 21 (116), p. 342-354.
• 20. Kurczyński Z.: Numeryczny Model Terenu. http://www.geoforum.pl.
• 21. Kyriakidis P.C., Shortridge A.M., Goodchild M.F., 1999. Geostatistics for conflation and accuracy assessment of digital elevation models. International Journal of Gographical Information Science 13, p. 677-707.
• 22. Li Z., 1988. On the measure of digital terrain model accuracy. Photogrammerric Record, 12(72), p. 873-877.
• 23. Liu H., Jezek K.C., 1999. Investigating DEM error patterns by directional variograms and Fourier analysis. Geographical Analysis 31, p. 249-266.
• 24. Murillo M.L., Hunter G.J., 1997. Assessing uncertainty due to elevation error in a landslide susceptibility model. Transactions in GIS 2, p. 289-298.
• 25. Oksanen J., Sarjakoski T., 2005. Error propagation of DEM-basd surface derivatives. Computers and Geosciences 31, p. 1015-1027.
• 26. Oksansen J. 2006. Digitale eleveation model error in terrain analysis. Praca doktorska. http://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/mat/maant/vk/oksanen/digitale.pdf.
• 27. Qihao Weng, 2002. Quantifying Uncertainty of Digital Elevation Models derived from topographic maps. In: Advances in Spatial Data Handling, edited by D. Richardson and P. van Oosterom, Springer-Verlag, New York, p.403-418.
• 28. Schmidt J., Evans I.S., Brinkmann J., 2003. Comparison of polynominal models for land surface curvature calculation. Int. Journal of Geographical Information Science, 2003, vol. 17, no. 8, p. 797–814.
• 29. Wechsler S.P., 2001. DEM Uncertainty: Evaluation and Effect on Topographic Parameters. Dissertation State University of New York, College of Environmental Science and Forestry, Syracuse, New York Praca doktorska.
• 30. Wysocki J., 1979. Analiza dokładności opracowań warstwicowych do projektowania drenowania użytków rolnych. Zeszyty Naukowe SGGW-AR, Melioracje Rolne 18.
• 31. Wysocki J. 2005. Dokładność aproksymacji powierzchni terenu w aspekcie badań eksperymentalnych. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, Zeszyt 1(31), p. 102-113.
• 32. Wysocki J. 2007. Europejska dyrektywa INSPIRE i problematyka jej implementacji w zakresie dokładności cyfrowych modeli powierzchni terenu. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, Zeszyt 4(38), p 39-46.