Бесплатные DEM: где скачать цифровые модели рельефа и что проверить

Copernicus DEM GLO-30 — глобальная модель поверхности с сеткой в 1 угловую секунду (около 30 м), построенная по радарным данным TanDEM-X, полученным в 2011–2015 годах. Высоты отсчитываются от геоида EGM2008, а версии 30 м и 90 м доступны по всему миру по бесплатной лицензии.

SRTM с шагом 1 угловая секунда (SRTMGL1) получена радарной миссией космического челнока в феврале 2000 года и покрывает сушу между 60° с. ш. и 56° ю. ш., с высотами в метрах над геоидом EGM96; её пропуски заполнены из других наборов данных. NASADEM — повторная обработка тех же данных SRTM с лучшим заполнением пропусков и привязкой к геоиду. AW3D30 — модель поверхности с шагом 1 угловая секунда от оптического сенсора PRISM спутника ALOS, бесплатная для коммерческого и некоммерческого использования после регистрации. ASTER GDEM версии 3 расширяет охват до 83° с. ш. и 83° ю. ш. на геоиде EGM96, хотя её собственная документация предупреждает, что аномалии и артефакты остаются.

Если национальная программа есть, начинать обычно лучше с неё. В США программа 3D Elevation Program Геологической службы (USGS 3DEP) публикует DEM «голой земли» — 1 м там, где выполнена лидарная съёмка, и сплошное покрытие всей страны с шагом 1/3 угловой секунды — бесплатно и без ограничений использования, как правило в системе высот NAVD88. В Англии LIDAR Composite DTM Агентства по охране окружающей среды покрывает около 99 % страны с шагом 1 м по лицензии Open Government Licence, в системе высот Ordnance Datum Newlyn, по съёмкам с заявленной точностью по высоте ±15 см RMSE.

Многие другие страны публикуют рельеф по лидару через свои картографические агентства, а порталы вроде OpenTopography размещают глобальные модели рядом с национальными наборами данных. Предпочитайте страницу загрузки самого агентства: там указаны система высот, точность и лицензия.

Copernicus DEM и AW3D30 — модели поверхности: в лесу они дают кроны, в городе — крыши. SRTM и ASTER, измеренные сверху радаром и стереосъёмкой, так же зависят от растительности и зданий. Этого достаточно для регионального рельефа, видимости в масштабе ландшафта или первого взгляда на объект, но не для того, что требует земли: объёмов земляных работ, водоотвода на залесённых склонах, проектных отметок.

Лидарные DTM убирают растительность и здания; USGS определяет данные «голой земли» как рельеф, освобождённый от растительности, зданий и других искусственных сооружений.

Глобальные модели дают высоты над геоидом — EGM2008 у Copernicus DEM, EGM96 у SRTM и ASTER GDEM, — тогда как съёмки GNSS и многие DEM с дронов дают высоты над эллипсоидом, а национальные наборы используют свою систему высот, например NAVD88 в США или Ordnance Datum Newlyn в Англии. Разница доходит до десятков метров. Прежде чем сравнивать бесплатную DEM со своей съёмкой, приведите обе к одной системе высот; пересчёт выполняет сетка геоида.

Шаг сетки 30 м говорит, как часто хранится высота, а не насколько она верна. Глобальная модель сглаживает штабель, уступ или выемку дороги внутри своих ячеек, и её ошибки по высоте измеряются метрами, а не сантиметрами. Используйте глобальные данные для контекста, планирования и регионального анализа; для объёмов — съёмку с дрона или лидарную DTM.

Бесплатно — не всегда без условий. SRTM распространяется без ограничений, у продуктов 3DEP нет ограничений использования, английская сводная DTM выпущена по Open Government Licence, AW3D30 бесплатна по условиям JAXA после регистрации, а Copernicus DEM публикуется по собственной бесплатной лицензии. Прочитайте условия и сохраняйте указание источника, которого требует каждая лицензия.

Глобальные тайлы и продукты 3DEP в угловых секундах поставляются в географических координатах (широта и долгота). Перед загрузкой перепроецируйте их в проекционную систему координат проекта — например, в местную зону UTM, — чтобы расстояния, площади и объёмы измерялись в метрах. Скачивайте GeoTIFF, если портал его предлагает.

Несколько тайлов одного района загружаются как одна поверхность: STREAM объединяет видимые DEM в единую мозаику, так что анализ, горизонтали и поперечники читаются через границы тайлов. «Вертикальная система отсчёта» пересчитывает высоты по сетке геоида (GTX, GeoTIFF, GRI или BYN) в новый GeoTIFF и не трогает скачанный файл.