Funktionsweise von "DEM in Raster"

Digitale Terraindaten, die die meisten Regionen der Vereinigten Staaten abdecken, sind im USGS-DEM-Format von U.S. Geological Survey verfügbar. Weitere Informationen finden Sie auf der Website des USGS Rocky Mountain Mapping Center. Alternativ dazu können Sie auch an das National Cartographic Information Center, 507 National Center, Reston, VA 22092, USA schreiben.

Bitte beachten Sie die Unterschiede zwischen Raster-Datasets, die aus USGS 7,5-Minuten erstellt wurden und solchen, die aus 1-Grad-DEMs erstellt wurden. In der folgenden Tabelle werden Raster-Datasets dieser beiden Quellen miteinander verglichen:

Faktor	Raster-Dataset aus einem 7,5-Minuten-DEM	Raster-Dataset aus einem 1-Grad-DEM
Geographische Ausdehnung
als Breiten- und Längengrad	7,5' x 7,5'	1° x 1°
in Kilometern (ca.)	12 km x 14 km	90 km x 110 km
Projektion	UTM	Geographisch
Zone	1 bis 60	nicht zutreffend
Geländeeinheiten	Meter	Arc-Sekunden
Oberflächen-Z-Einheiten	Meter	Meter
Sphäroid	Clarke 1866	WGS72
X-Verschiebung	0,00000	0,00000
Y-Verschiebung	0,00000	0,00000
Entfernung zwischen Höhenpunkten in X und Y	30 m x 30 m	3 Arc-Sekunden, 75 m x 75 m (ca. in den USA)
Anzahl der Höhenpunkte in X und Y	(variiert) 380 x 450	(konstant) 1201 x 1201
Abweichung in der Entfernung an der Erdoberfläche zwischen den Höhenpunktabständen im ganzen Raster-Dataset	keine Abweichung, konstante Abstände	variiert mit dem Breitengrad

Aus zwei verschiedenen DEMs erstellte Raster-Datasets

Raster-Datasets, die aus 1-Grad-DEMs des USGS erstellt wurden, eignen sich nicht sofort für eine Analyse des Volumens, der Neigung oder der genauen Sichtbarkeit, da die XY-Positionen als Breiten- und Längengrade, die Z-Werte jedoch in Metern gemessen werden. Folglich ist die tatsächliche, durch eine Gelände-Einheit dargestellte Entfernung im Gelände nicht konstant, und die Gelände-Einheiten und die Oberflächen-Z-Einheiten sind nicht in derselben Maßeinheit angegeben.

Anders als bei 7,5-Minuten-DEMs des USGS, die Oberflächenhöhen mit konstanten Abständen von 30 Metern enthalten, enthalten 1-Grad-DEMs Geländehöhen mit Intervallen von jeweils 3 Arc-Sekunden. Die tatsächliche durch 3 Arc-Sekunden dargestellte Entfernung in Geländeeinheiten ist je nach Breitengrad sogar innerhalb des Raster-Datasets unterschiedlich. Beispiel: In Südkalifornien oben im Raster-Dataset betragen 3 Arc-Sekunden 76,86 Meter auf der X-Achse und 92,36 Meter auf der Y-Achse. Unten im Raster-Dataset betragen 3 Arc-Sekunden 77,11 Meter auf der X-Achse. Im Bereich des Nordpols geht die Entfernung auf der X-Achse gegen null.

Die 7,5-Minuten-USGS-DEMs sind ein Nebenprodukt des Ortho-Photomapping-Programms. Einige Orthofotos wurden mithilfe halbautomatischer Geräte für die Profilerstellung produziert, bei denen entlang den Profilen Höhen dargestellt werden. Wenn diese Höhen wieder auf ein 30 qm großes Grid gesampelt werden, kommt es durch die Interpolationsmethode zu geschätzten Höhen, die in der parallel zu den Profilen verlaufenden Richtung räumlich viel stärker autokorreliert sind als in der orthogonalen Richtung. Viele aus diesen Modellen erstellte Bilder haben deutlich sichtbare "Streifen", die parallel zur Scan-Richtung des Profilierungsgeräts verlaufen. Informationen zu diesem Thema finden Sie hier: Mark, D., "Automated Detection of Drainage Networks from Digital Elevation Models", Proceedings of the Sixth International Symposium on Computer Assisted Cartography (Auto-Carto VI), Band 2, 1983, Seite 288–298.

Sie können die Daten auf diesen Effekt hin überprüfen, indem Sie (mit dem Werkzeug Schummerung) eine Schummerung des Raster-Datasets erstellen und dies anzeigen. Falls Streifen zu sehen sind, sollten Sie die Werte vor dem weiteren Verwenden des Höhen-Rasters mit dem Werkzeug Filter glätten und den Filtertyp LOW angeben.

Projizieren von DEMs

Damit ein Oberflächenmodell für die Analyse von Volumen, Neigung und genauer Sichtbarkeit geeignet ist, müssen die Geländeeinheiten in dem 1-Grad-USGS-DEM auf eine nichtwinklige Maßeinheit wie beispielsweise UTM oder Lambert projiziert werden. Ferner müssen die Oberflächen-Z-Einheiten in denselben Maßeinheiten ausgedrückt werden wie die Geländeeinheiten.

Mit dem Werkzeug Projektion definieren oder dem Werkzeug Raster projizieren (mit der Resampling-Methode "BILINEAR" oder "CUBIC") können Sie Raster-Datasets in die gewünschte Projektion konvertieren oder die Daten verändern.

Das geodätische Datum WGS72 verfügt nicht über dieselbe Transformationsmethode wie NAD27 oder NAD83. Es muss also ein äquivalentes Datum verwendet werden.

Weitere Informationen zu geodätischen Daten

Hinweis:

Das Werkzeug Projizieren führt keine Konvertierung von Z-Einheiten durch. Zum Konvertieren der Z-Einheiten durch Multiplikation mit einem Faktor (z. B. Raster * 0,3048) können Sie das Werkzeug Multiplizieren oder die Raster-Berechnung in ArcGIS Spatial Analyst verwenden.