Přesnost charakteristik vodních toků odvozených z digitálních modelů terénu různého rozlišení

Iva Batrlová

Bakalářská práce

Accuracy of stream characteristics derived from digital elevation models of various resolution

Anotace:

Digitální modely terénu reprezentují topografický povrch a často i veškeré stavby a objekty, které se na něm nachází. V současné době roste počet digitálních modelů, které mají potenciál získat přesné digitální informace o skutečném světě, které jsou nezbytné pro správné uvažování při tvorbě a aplikaci následných výstupů. Tato práce se zabývá analýzou veřejně dostupných dat DTM na území České republiky a jejich praktickým využitím při určování charakteristik vodních toků jako například svažitosti nebo odvozování sítě vodních toků. Také posuzuje výškovou přesnost těchto modelů a zkoumá možnosti agregace DTM. Hlavními datovými zdroji byly modely SRTM30 (28 x 28 m), DMR 4G (5 x5 m) a DMR 5G (2 x 2 m). K porovnávání přesnosti těchto modelů byla použita data terénního měření pomocí GPS stanice Leica 1200. Dle zjištěných výsledků se jako vhodný datový zdroj jeví DMR 5G, který nejlépe zachycuje rozmanitost terénu. DMR 5G v zájmovém území Krkonošského národního parku dosahoval celkové přesnosti (RMSE) 0,40 m, konkrétně 0,3 m v odkrytém terénu a 0,45 m v zalesněném terénu. Tyto hodnoty se neshodují s hodnotami, které udává ČÚZK (0,18 m v odkrytém terénu a 0,3 m v zalesněném terénu). DMR 4G dosahoval přesnosti 0,84 m v odkrytém terénu a 0,94 m v zalesněném terénu, s údaji z ČÚZK (0,3 m v odkrytém terénu a 1 m v zalesněném terénu) se tak shodují jen data ze zalesněných oblastí. SRTM30 dosahoval RMSE 15,82 m, která nesplňuje udávaný předpoklad necelých 10 m. To bylo způsobeno především členitým charakterem terénu a tím, že SRTM30 v zalesněných oblastech udává výškové hodnoty porostu. DTM o větší přesnosti jsou vhodné jak pro výpočet odvozených charakteristik terénu, tak i pro agregaci těchto na nižší rozlišení. Neboť zachycují reálný terén lépe než DTM o nižším výchozím rozlišení.

Abstract:

Digital terrain models represent topographic surface and in many cases buildings and objects on top of it. Nowadays the number of digital terrain models is increasing. These models show great potential in accessing precise digital information about the real world, which is necessary for correct thinking when it comes to making and application of subsequent outputs. This thesis focuses on the analysis of publicly accessible digital terrain models in area of the Czech Republic. It deals with its practical use in determining derived stream characteristics such as slope or modelling of the watercourse network. It also evaluates the elevation accuracy of these models and examines the possibilities of data aggregation. Main data sources used in this thesis were SRTM30 (28 x 28 m), DMR 4G (5 x 5 m) and DMR 5G (2 x 2 m). To compare accuracy of these models digital data collected from terrain with GPS station Leica 1200 measuring were used. Per the results DMR 5G is the most suitable data source as it represents the variety of the terrain the best. DMR 5G data in the Krkonoše mountains national park reached the total accuracy (RMSE) of 0,40 m, specifically 0,3 m in non-forested terrain and 0,45 m in forested terrain, which does not meet the accuracy information from ČÚZK (0,18 m in non-forested terrain and 0,3 m in forested terrain). DMR 4G m reached the accuracy of 0,84 m in non-forested terrain and 0,94 m in forested terrain, only the values from the forested terrain matched the data from ČÚZK (0,3 m in non-forested terrain and 1 m in forested terrain). SRTM30 RMSE came out to be 15,82 m, which does not meet the stated assumption of less than 10 m. This was mainly due to the rugged nature of the terrain and by the fact that SRTM30 indicates the height values of the forested cover. More precise DTMs are useful for determining derived stream characteristics and for aggregation of these data to lower resolution, as it represents the real terrain characteristics better than DTMs with lower resolution in default.

Klíčová slova

digitální výškový model, modelování druhové distribuce, agregace, rozlišení, RMSE, digitální model terénu

Keywords

digital terrain model, digital elevation model, species distribution modelling, aggregation, resolution, RMSE

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Vítězslav Moudrý, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

Bakalářský studijní program / obor:
Environmentální vědy / Aplikovaná ekologie