Hledání nejlepšího DEM – srovnání SRTM, ASTER a ALOS

Jak možná víte, renderuju pravidelně (nejen) turistické mapy pro Garmin. A protože turisté potřebují vrstevnice a v Openstreetmaps žádné uložené nejsou, musím používat vrstevnice třetích stran, v mém případě jde o SRTM data, které stahuju a konvertuju do Openstreetmap formátu pomocí SRTM2OSM. Nevýhodou je, že některá místa obsahují artefakty a oblasti jižněji od 54 °S a severněji od 60 °N nejsou pokryté vůbec. Ve článku o alternativním modelu ASTER z roku 2010 si sice první verze ASTER moc chvály nevysloužila, ale zaujaly mě vytvořené 3D modely. Řekl jsem si, že zkusím udělat něco podobného a porovnat kvalitu aktuálních verzí jednotlivých modelů pomocí 3D renderů.

Co se porovnává?

  • SRTMGL1 v003 jsou data v rozlišení 1″ sbíraná NASA v únoru 2000. Ve verzi 3 jsou doplněná hluchá místa pomocí jiných dat. Nevýhodou je pokrytí jen od 54 °S do 60 °N, takže taková Skandinávie má dost smůlu.
  • ASTER GDEM V003 má také rozlišení 1″ a byla sesbíraná ve spolupráci NASA a japonského METI mezi lety 2000 a 2013. Výhodou je pokrytí mezi 83 °S a 82 °N, což by mělo stačit všem kromě těch, co chtějí dojít na póly, nebo obeplouvat Grónsko. Nevýhodou by mělo být více artefaktů, než u SRTM.
  • ALOS World 3D – 30m má rozlišení také přibližně 1″ a data byla sbíraná japonskou vesmírnou agenturou JAXA mezi lety 2006 a 2011. Data jsou místy nekompletní, i když ve verzi 2.2 z roku 2019 se leccos zlepšilo díky doplnění z jiných modelů. Výhodou je pokrytí celé Země, nad 60 ° severně i jižně ale často data chybí, což je dobře vidět v mapě.

Madeira

Madeiru jsem zvolil zejména proto, že při automatickém stažení SRTM dat pomocí SRTM2OSM se ukázalo mnoho artefaktů. Navíc jsou tam pěkná zařezaná údolí, kde se ukáže, zač je toho model. K tomu jsem zjistil, že ALOS kdoví proč Madeiru v datech vůbec nemá. Srovnání tak bude jen mezi SRTM a ASTER. K renderu jsem zvolil jihovýchodní část ostrova – hory kolem Pico do Arieiro nad městem Funchal. Posuďte sami:

Pro srovnání, takhle to vypadá z vrcholu při pohledu zřejmě na jihovýchod (render je z jihu). Strmost a hloubku údolí nevystihl ani jeden model, SRTM je hrubší a přijde mi, že má více artefaktů, ASTER je vyhlazenější. Všimněte si sedla za nejvyšší horou Pico do Arieiro a porovnejte s leteckou mapou. Přijde mi to lehce lepší v ASTER.

Celkově mi přijdou oba modely podobně dobré, ASTER o trochu lepší. Zatím nevidím žádné „krtince“, jak to v roce 2010 popsal Gravitystorm.

Ararat

Jako druhý render jsem zvolil arménsko/turecký Ararat včetně Malého Araratu. Důvod je jednoduchý – je to moc pěkná hora. K tomu tam mají všechny tři modely data, která by měla být bez větších problémů. Mimochodem, každý model uvádí trochu jinou výšku. ALOS tvrdí 5110, SRTM 5112 a Aster celých 5137 metrů nad mořem. Poslední uvedený se trefil na metr přesně, nicméně pamatujte na to, až budete někde argumentovat výškou podle nějakého výškového modelu. Tak jdeme na to:

Fotomapa pro srovnání. ALOS příjemně překvapil, je nejdetailnější – kazí mu to ale artefakty u malého Araratu – na fotkách nic takového není (severní strana). ASTER a SRTM jsou srovnatelné, SRTM možná trochu detailnější – oba ale trpí na šum.

Lysefjord

Pojďme se přesunout na sever, navíc do náročného terénu. Lysefjord je hluboký fjord, nad nějž se vypíná známý Preikestolen. Je navíc orientovaný východ – západ, takže radar má problém tam dosvítit – prostě lahůdka. Vyrenderujeme východní stranu fjordu, protože zrovna u Preikestolenu se lámou dlaždice a vše by se nám zkomplikovalo.

Jak má fjord vypadat se můžete podívat tady. Co se mi moc nelíbí, je ASTER, ty artefakty v údolích nevypadají jako něco, co by tam mělo být. ALOS je pěkně vyhlazený, ale možná až moc. SRTM zase vypadá až moc boulovatě. Asi záleží na tom, čemu dáváte přednost.

Špicberky – Nordaustlandet

Na závěr jsem si připravil opravdový oříšek z asi nejsevernějších míst, kam se běžný turista má šanci dostat – norských Špicberků, konkrétně neobydleného ostrova Nordaustlandet. Se svými 80 ° severní šířky se na něj SRTM samozřejmě nechytá a tak si v těchto lehce extrémních podmínkách (na severní pól už je to o dost blíž, než do Česka) srovnáme jen ALOS (který by tu na rozdíl od mnoha jiných polárních oblastí měl mít signál) a ASTER. Takové Mapy.cz tam třeba žádné vrstevnice nemají (používají na severu zřejmě Aster). Připraveni?

Co vlastně vidíme? Zhruba toto. Jak vidíte, i letecké mapy dostaly zabrat (pro srovnání na Googlu). Jižněji skála, severněji sníh a ledovec. Nějak takto (fotka je z jiného místa na ostrově). S ledovci mají výškové modely vůbec trochu problém (led má ve zvyku záření odrážet) a výjimkou nejsou ani tyto dva. ALOS se úkolu zhostil docela rozumně, je tam vidět spodní pláž s útesem, skály bez sněhu i ledovce za nimi. Jsou znát lehké artefakty vlevo nahoře a na ledovci a mám trochu pochybnosti o tom, že ta masa vzadu je takhle strmá, ale je to použitelné. Ale ASTER… byl jsem k němu po pravdě ještě trochu shovívavý, kdybych zabral o trochu severněji, tak nepoznáte nic. Navigovat bych se podle takové mapy nechtěl (na druhou stranu je podrobná topografická mapa ledovce z roku 2000 tak trochu k ničemu, protože ledovec se s časem mění).

Závěr

Ani jeden model mi nepřišel vyloženě špatný. SRTM si drží vysokou laťku, zejména v testované verzi. Tam, kde měl problémy, byl stejně doplněný ASTERem.

Tam, kde SRTM nemá data, je to na vás. Osobně bych volil ALOS tam, kde má data a ASTER všude jinde.

ALOS bych ale úplně nezatracoval – data jsou více vyhlazená a tak může být dobrou volbou tam, kde je důležitá velikost dat – vrstevnice například mohou být jednodušší.

Licence

Všechna data jsou volně dostupná, podmínky použití se ale liší. Pro Aster a SRTM jsou popsané na Openmaptiles, ALOS má poměrně jednoduché podmínky na webu.

Poznámky

  • Výšková data byla převedena do ortografické projekce v místě renderu s kubickým převzorkováním (které dávalo subjektivně nejlepší výsledky co se týče eliminování teras).
  • Výšky kopců a hor nemusí odpovídat horizontálním vzdálenostem, vše je nastaveno od oka (přesné nastavení nebylo účelem tohoto článku).
  • Použitý software: Gdal (transformace), Gimp (ořez, barvy), Blender (render)
  • Bez tohoto návodu bych byl ztracen.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.