Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of the effect of uncertainty of height data on the accuracy of terrain corrections

Szelachowska M., Krynski J.

Geodesy and Cartography

|

2009

|

Vol. 58, no 2

71-88

EN

The accuracy of computed terrain corrections might be an important issue when modelling precise gravimetric geoid, especially for evaluating the quality of geoid model developed. It depends on the accuracy of heights and positions of gravity points used and on the quality of digital terrain model applied. The work presents the attempts towards the estimation of the effect of uncertainty in height and position of gravity points as well as uncertainty of digital terrain model on the accuracy of computed terrain corrections. Analytical formulae for the respective error propagation were developed and they were supported, when needed, by numerical evaluations. Propagation of height data errors on calculated terrain corrections was independently conducted purely numerically. Numerical calculations were performed with the use of data from gravity database for Poland and digital terrain models DTED2 and SRTM3. The results obtained using analytical estimation are compatible with the respective ones obtained using pure numerical estimation. The terrain correction error resulting from the errors in input data generally does not exceed 1 mGal for Poland. The estimated accuracy of terrain corrections computed using height data available for Poland is sufficient for modelling gravimetric geoid with a centimetre accuracy.

PL

Dokładność obliczanych poprawek terenowych jest istotną kwestią w procesie modelowania precyzyjnej geoidy grawimetrycznej, zwłaszcza przy ocenie jakości wyznaczanego modelu geoidy. Dokładność poprawek terenowych zależy od dokładności wysokości i położenia stacji grawimetrycznych wykorzystywanych do obliczeń oraz od jakości stosowanych numerycznych modeli terenu. W artykule przedstawiona jest próba oszacowania wpływu błędów wysokości i położenia stacji grawimetrycznych oraz błędów numerycznego modelu terenu na dokładność wyznaczanych poprawek terenowych. W celu oceny propagacji błędów zostały wyprowadzone wzory analityczne, wsparte z konieczności w kilku przypadkach obliczeniami numerycznymi. Została również przeprowadzona numeryczna ocena propagacji błędów danych wysokościowych na obliczane poprawki terenowe. Testy numeryczne wykonano przy wykorzystaniu danych z grawimetrycznej bazy danych dla Polski oraz numerycznych modeli terenu DTED2 oraz SRTM3. Wyniki otrzymane z oszacowań analitycznych i numerycznych są spójne. Błąd poprawki terenowej, wynikający z błędów danych wysokościowych dostępnych dla obszaru Polski, w większości przypadków nie przekracza 1 mGal. Dokładność poprawek terenowych w Polsce jest wystarczająca do modelowania geoidy z dokładnością centymetra.

2

Ocena jakości poprawek terenowych "1992" oraz analiza ich przydatności do obliczenia poprawek terenowych na obszarze Polski spełniających wymagania centymetrowej geoidy

Kloch G., Kryński J.

Prace Instytutu Geodezji i Kartografii

|

2007

|

T. 53, z. 111

64-89

PL

Poprawki terenowe "1992" były obliczone dla 27% stacji grawimetrycznych na terenie Polski przy wykorzystaniu pomiarów nachylenia terenu w bezpośrednim otoczeniu punktów grawimetrycznych (strefa wewnętrzna) oraz map topograficznych (strefa pośrednia i zewnętrzna) wewnątrz promienia 22.5 km wokół punktu grawimetrycznego. Niestety, nie zachowało się wiele materiału archiwalnego. Z nielicznymi wyjątkami zachowały się jedynie sumaryczne wartości poprawek terenowych na punktach grawimetrycznych, tj. suma składowych z trzech stref obliczeniowych. Ze względu na niską rozdzielczość danych wysokościowych użytych do obliczeń poprawek terenowych "1992", ograniczenie promienia obliczania poprawek terenowych do 22.5 km wokół punktu grawimetrycznego oraz używanie różnych algorytmów i zapewne różnych standardów jakość poprawek terenowych "1992" odbiega od wymagań stawianych przy modelowaniu geoidy o centymetrowej dokładności. Autorzy niniejszej pracy podjęli próbę odpowiedzi na pytanie, czy wykorzystanie poprawek terenowych "1992" w całości lub w formie odtworzonych ich składowych wewnętrznych może podnieść jakość obliczanych na nowo poprawek terenowych na obszarze Polski spełniających wymagania dokładnościowe modelowania centymetrowej geoidy. W badaniach polegających na analizie wyników testów numerycznych wykorzystano udostępnione przez Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych materiały archiwalne zawierające składowe poprawek terenowych z poszczególnych stref obliczeniowych dla 3327 punktów obiektu Babia Góra ze zdjęcia grawimetrycznego dla tematu Karpaty Zachodnie 1975. W pierwszej kolejności przeprowadzono badania mające na celu ustalenie relacji między poprawkami terenowymi "1992" i poprawkami terenowymi z materiałów archiwalnych PBG. Następnie analizowano możliwość obliczenia składowej poprawki terenowej w strefie wewnętrznej przy użyciu modelu terenu DTED2 o rozdzielczości 1" x 1" oraz możliwość odtworzenia składowej poprawki terenowej w strefie wewnętrznej jako różnicy między wartością poprawki terenowej z bazy danych grawimetrycznych i sumą odtworzonych wartości składowych poprawki terenowej w strefach zewnętrznej i pośredniej. Dokonano oceny wpływu rodzaju wysokości stacji grawimetrycznej (wysokość z niwelacji lub z mapy topograficznej) na wielkość składowej poprawki terenowej w strefie pośredniej i zewnętrznej. Przebadano również wpływ rozdzielczości użytego modelu terenu na wielkość składowej poprawki terenowej w strefie pośredniej i zewnętrznej oraz wpływ rozdzielczości użytego modelu terenu na wielkość całkowitej poprawki terenowej w promieniu 22.5 km.

EN

Terrain corrections "1992" were calculated for 27% of gravity stations in Poland using terrain slopes data surveyed in the vicinity of each gravity point (inner zone) and data from topographic maps (middle and outer zone) within the radius of 22.5 km. Unfortunately very little archive records on the subject survived. With few exceptions only the final values of terrain corrections "1992", i.e. the total contributions of all three zones are available. Low resolution of height data used, limitation of the maximum radius of terrain correction computation to 22.5 km around gravity station, the use of different algorithms and probably different standards substantially affect the quality of terrain corrections "1992". As a result, the accuracy of terrain corrections "1992" is lower than the one required for modelIing geoid at centimetre level of accuracy. The authors of this paper made an attempt at investigating the usefulness of the terrain corrections "1992" (the total contribution of tree zones or the recovered contribution of the individual zones) for improving the quality of newly calculated terrain corrections, that will be used for modelling geoid with centimetre accuracy. Investigations based on analysis of the results of numerical tests conducted with use of the survived data records from PBG (Geophysical Exploration Company). The records contain the contributions of the inner, middle and outer zone to terrain corrections for 3327 gravity stations in Babia Gora area (gravity survey in Western Carpathians 1975). First, the relation between terrain corrections "1992" and terrain corrections from PBG records has been determined. Then, the possibility of computing precise terrain correction in the inner zone with the use of DTM of 1" x 1" resolution - called DTED2 was analysed, and the possibility to recover the contribution of the inner zone as a difference between terrain correction from data base "1992" and re covered contributions of middle and outer zones were investigated. The effects of height data type (Ievelled height or height obtained from the topographic map) as well as resolution of DTM used on terrain correction in the middle and outer zone as well as the effect of resolution of DTM on whole terrain correction within the radius of 22.5 km were investigated.

3

The effect of topography and quality of a digital terrain model on the accuracy of terrain corrections for centimetre quasigeoid modelling

Grzyb M., Krynski J., Mank M.

Geodezja i Kartografia

|

2006

|

Vol. 55, no 1

23-46

EN

Modelling quasi geoid with centimetre accuracy requires taking into account irregularities of topography in the vicinity of a gravity station, i.e. the terrain correction to surveyed gravity. Accuracy of determination of the terrain correction affects quality of quasigeoid model determined. It depends on the resolution and accuracy of terrain data that usually is provided in the form of a digital terrain model DTM. Investigations were conducted with the use of the Digital Terrain Elevation Data DTED2 model developed for Poland according to the NATO-STANAG 3809 standard, as well as global models SRTM3 and SRTM30 (The Shuttle Radar Topography Mission). Also height data from the gravity database was considered. The prism method of determination of terrain corrections was applied in majority of numerical tests. Practical method for determining the optimum radius of the integration cap considering roughness of topography as well as required accuracy of terrain corrections was developed. The effect of vertical and horizontal uncertainty of a DTM as well as its resolution on the quality of the terrain corrections was investigated. The terrain corrections obtained using a prism method were also compared with the respective ones calculated using the FFT approach. The usefulness of the available topography data for precise terrain correction computation in Poland was discussed. The results of the investigations were used to determining the strategy of computation of the terrain corrections to point gravity data in the gravity database for Poland. The "2005" terrain correction set calculated for 1 078 046 gravity stations contributes to the increase of precision of gravimetric quasigeoid models developed for Poland.

PL

Przy wyznaczaniu centymetrowej quasigeoidy niezbędne jest uwzględnienie nieregularności topografii występujących wokół stacji grawimetrycznej, czyli wprowadzenie do pomierzonego przyspieszenia siły ciężkości poprawek terenowych. Dokładność obliczania poprawek terenowych ma wpływ na dokładność wyznaczanego modelu quasigeoidy. Zależy ona od dokładności i rozdzielczości danych wysokościowych oraz użytych do wyznaczania poprawek terenowych parametrów. W badaniach przeprowadzonych w ramach niniejszej pracy wykorzystano opracowany przez Zarząd Geografii Wojskowej, według standardu NATO-STANAG 3809, numeryczny model terenu DTED2 (Digital Terrain Elevation Data) dla obszaru Polski oraz modele SRTM3 (The Shuttle Radar Topography Mission) i SRTM30 dla obszaru Polski i obszarów przyległych. Porównano wyniki testowe obliczenia poprawki terenowej uzyskane przy użyciu metody prostopadłościanów i metody wykorzystującej trans formaty Pouriera. Poprawki terenowe obliczano metodą prostopadłościanów polegającą na sumowaniu wpływów nadwyżek lub niedoborów mas pochodzących od graniastosłupów o podstawach prostokątnych na składową pionową przyspieszenia siły ciężkości.. Opracowano praktyczną metodę wyznaczania wymiary obszaru, z jakiego topografia powinna być uwzględniana przy obliczaniu poprawki terenowej. Analizowano również wpływ błędów wysokości, a także błędów położenia punktów modelu na dokładność uzyskiwanych poprawek terenowych. Przedyskutowano użyteczność dostępnych danych dotyczących topografii terenu do obliczania precyzyjnych poprawek terenowych w Polsce. Uzyskane wyniki badań wykorzystano do określenia strategii obliczenia poprawek terenowych dla ponad miliona punktów grawimetrycznych zawartych w bazie danych grawimetrycznej dla Polski. Dzięki obliczonemu dla I 078 046 punktów grawimetrycznych zbiorowi poprawek terenowych możliwe będzie zwiększenie precyzji obliczanych dla obszaru Polski modeli quasigeoidy grawimetrycznej.