نقشه راه GIS

درخواست مشاوره

09120049370

8 صبح تا 12 شب

09120049370

Telegram Whatsapp Youtube
کاربرد جی ای اس در زمین شناسی

چکیده

شبکه زمین مقیاس پذیر با مساحت مساوی ( EASE-Grid ) که در اوایل دهه 1990 برای استفاده با داده های مایکروویو غیرفعال ماهواره ای شبکه ای تعریف شد، به سرعت مورد استفاده قرار گرفت و برای توزیع انواع ماهواره ها و مجموعه های داده درجا استفاده شد. درک مفهومی آسان، EASE-Grid از محدودیت‌هایی رنج می‌برد که فرمت کردن در کنوانسیون GeoTIFF بسیار محبوب را بدون بازپرداخت غیرممکن می‌سازد. وارد کردن داده‌های EASE-Grid به بسته‌های نرم‌افزاری استاندارد نقشه‌برداری، بی‌اهمیت و مستعد خطا است. این مقاله استانداردی را برای تعریف بهبود یافته EASE-Grid 2.0 تعریف می‌کند که به چگونگی اصلاح مشکلات با تعریف اصلی شبکه می‌پردازد. داده ها با استفاده از EASE-Grid 2.0 توزیع شده استاستاندارد برای کاربران آسان‌تر می‌شود تا به بسته‌های نرم‌افزار استاندارد وارد شوند و خطاهای رایج بازپرداخت را که کاربران با تعریف اصلی EASE-Grid با آن مواجه شده‌اند به حداقل می‌رساند .

کلید واژه ها:

EASE-Grid 2.0 ; EASE-Grid ; WGS 84 ; پیش بینی های مساحت مساوی ؛ زمین مشبک شده

 

 

1. EASE-Grid History and Attributes

شبکه زمین مساوی SSM/I ( EASE-Grid ) که در اوایل دهه 1990 به عنوان بخشی از برنامه مسیریاب قطبی NOAA/NASA برای دمای روشنایی مایکروویو غیرفعال شبکه‌بندی شده و مشتق از ماهواره تعریف شد، استفاده و درک آن ساده بود. تعریف اصلی [ 1 ، 2 ] سه پیش بینی را همراه با روش درون یابی Backus-Gilbert که برای مجموعه داده رهیاب SSM/I (مایکروویو/تصویر سنسور ویژه) استفاده می شود، مشخص می کند [ 3 ]. EASE -Gridطرح طرح‌بندی و شبکه‌بندی به سرعت مورد استفاده قرار گرفت و با روش‌های درونیابی مختلف توسط پروژه‌های SMMR، AVHRR و TOVS Polar Pathfinder مورد استفاده قرار گرفت و از آن زمان در تولید مجموعه‌های داده‌های متعدد دیگری استفاده شده است. با گذشت زمان، نویسندگان متوجه شدند که طرح طرح ریزی و شبکه بندی آنقدر به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است که SSM/I در نام اصلی یک نام اشتباه بود، زیرا هیچ چیز خاص SSM/I در مورد تعاریف طرح ریزی و شبکه وجود نداشت. در سال 2002، Brodzik و Knowles [ 4 ] تصمیم گرفتند مخفف را حفظ کنند، اما معنی را به “Equal-Area Scalable Earth-Grid” تغییر دادند تا بر تطبیق پذیری برنامه هایی که از آن لذت می برد تأکید کنند. امروزه اصطلاح EASE-Gridبه سه پیش‌بینی اصلی و طرح شبکه‌بندی مرتبط اشاره دارد، اما شامل نسخه‌هایی برای روش‌های باینینگ یا درون‌یابی نمی‌شود.
تعریف EASE-Grid [ 4 ] مجموعه ای از سه پیش بینی با مساحت مساوی را به همراه مجموعه ای نامتناهی از تعاریف شبکه پتانسیل (تفکیک مکانی و پوشش) مشخص می کند. برجستگی های EASE-Grid شامل برجستگی های سطح مساوی لامبرت با جنبه قطبی ( شکل 1 ) برای نیمکره شمالی یا جنوبی، و یک پیش بینی مساحت مساوی استوانه ای با موازی های استاندارد در ±30 درجه ( شکل 2 ) برای کاربردها در مناطق متوسط ​​و پایین است. مناطق عرض جغرافیایی
Ijgi 01 00032 g001 1024
شکل 1. پیش بینی های EASE-Grid شمالی و جنوبی . شکل دوم را در بخش 2 برای زیر مجموعه گوشه های بزرگنمایی شده ببینید.
اولین EASE-Grid s که برای دمای روشنایی شبکه‌بندی شده SSM/I با وضوح ۲۵ کیلومتر تعریف شد، نیمکره‌های شمالی و جنوبی را در جنبه‌های آزیموتال و برجستگی جهانی را تا عرض جغرافیایی 86.72 ± درجه پوشش داد. این وسعت قطبی در داخل ناحیه داده در نزدیکی قطب برای SSM/I بود، جایی که هیچ داده ای توسط حسگر به دلیل تمایل مداری و هندسه حسگر جمع آوری نشد. وضوح شبکه برای تقریب وضوح نمونه برداری فضایی SSM/I 25 کیلومتر انتخاب شد. سنسور SSM/I همچنین شامل یک فرکانس اسکن در 85 گیگاهرتز بود که با وضوح فضایی دو برابر فرکانس‌های باقی‌مانده نمونه‌برداری شد. رزولوشن بالاتر، EASE-Grid 12.5 کیلومتریs نیز برای هر طرح ریزی با مکان مرکزی هر سلول 12.5 کیلومتری دیگر که با مرکز یک سلول 25 کیلومتری هم‌واقع شده است، تعریف شد.
تعدادی از تولیدکنندگان مجموعه داده (از جمله [ 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ]) قالب EASE-Grid را پذیرفته اند . برای پیش‌بینی‌های مساحت مساوی، محاسبات مساحت با ضرب یک مساحت سلول ثابت در مجموع سلول‌های شبکه با ویژگی‌های خاص انجام می‌شود. برای کاربردهای قطبی، این عملیات ساده بسیار ساده‌تر از محاسبات مساحت در شبکه‌های استریوگرافی قطبی جایگزین رایج است، جایی که مساحت سلول شبکه تابعی از عرض جغرافیایی است. تولیدکنندگان مجموعه داده همچنین از ویژگی «مقیاس‌پذیری» EASE-Grid با تعریف رزولوشن‌های شبکه سفارشی و پوشش‌های منطقه‌ای متناسب با کاربردهای خاص بهره می‌برند.11 ].
Ijgi 01 00032 g002 1024
شکل 2. طرح ریزی EASE-Grid استوانه ای .
در سال‌های پس از تعریف اصلی EASE-Grid ، نویسندگان دیگر استفاده از پیش‌بینی‌های مساحت مساوی را برای مجموعه داده‌های شبکه‌بندی شده توصیه کرده‌اند. پروجکشن پیترز (یک پیش‌بینی استوانه‌ای با مساحت مساوی مانند آنچه برای شبکه استوانه‌ای EASE-Grid انتخاب شده است، اما با موازی‌های استاندارد در 45± درجه به جای 30± درجه) برای کاربردهای اقیانوس‌شناسی در مقیاس اقیانوس توسط Krause و Tomczak توصیه شد [ 12 ] ، که به دنبال کیفیت وفاداری منطقه همراه با یک سیستم مختصات مستطیلی بودند. تریشنکو و همکاران [ 13] یک پروژکتور مساحت مساوی لامبرت را برای موزاییک مدور قطبی قطبی MODIS خود اتخاذ کرده‌اند، و خاطرنشان کردند که این انتخاب طرح‌تابی اعوجاج تصویر را کاهش می‌دهد و محتوای اطلاعات تصویر را حفظ می‌کند، که آن‌ها آن را مزیتی نسبت به داده‌های شبکه‌بندی شده در «لات-لون» معمولی می‌دانند (Plate برجستگی Carrée یا استوانه‌ای با فاصله یکسان یا برجستگی سینوسی MODIS.
EASE-Grid اصلی به‌عنوان جایگزین آسان‌تری برای داده‌های فرمت swath به منظور پشتیبانی از مقایسه‌های فضایی استاندارد شده پدیده‌های ژئوفیزیکی مشتق‌شده از داده‌های مایکروویو ماهواره‌ای تعریف شد [ 1 ]. با گذشت زمان، EASE-Grid توسط جوامع گسترده‌تر برای تولید مجموعه داده‌های شبکه‌ای که شامل دمای روشنایی مایکروویو غیرفعال ماهواره‌ای [ 3 ، 8 ، 14 ، 15 ]، طبقه‌بندی زمین‌های همیشه منجمد [ 5 ، 16 ]، پارامترهای جوی [ 6 ] است، پذیرفته شده است. انعکاس سطح، دما و دمای پوست [ 7 ]، محصولات برف و یخ [ 10، 17 ، 18 ، 19 ، 20 ] و رطوبت خاک [ 9 ]. با قضاوت بر اساس تنوع و تعداد این تولیدکنندگان مجموعه داده، EASE-Grid نیاز جوامعی را که پیش بینی های مساحتی را برای مجموعه داده های شبکه ای انتخاب می کنند، برآورده می کند.

2. محدودیت های EASE-Grid

EASE-Grid یک انتخاب شبکه بندی محبوب برای مجموعه داده های مشتق شده از ماهواره، به ویژه برنامه هایی است که پارامترهای ژئوفیزیکی را در مناطق قطبی نشان می دهند. با این حال، در حالی که یادگیری EASE-Grid اصلی آسان است و سازگاری با برنامه های جدید آسان است، اما از مجموعه ای از محدودیت ها رنج می برد که استفاده از آن با بسته های نرم افزاری فعلی را برای کاربران، کارشناسان نقشه برداری و غیرمتخصصان مستعد خطا می کند.
در بحث زیر، ما از اصطلاحات ISO19111 توضیح داده شده در بخش 2.1.2 و ضمیمه A Iliffe and Lott [ 21 ]، با برخی نکات اضافی مربوط به مسائل مربوط به تعریف EASE-Grid که با حروف مورب نشان داده شده است، استفاده می کنیم.
بیضی یک سطح بسته است که از چرخش یک بیضی حول محور کوتاهتر (فرعی) آن تشکیل می شود.
یک سیستم مختصات (CS) مجموعه‌ای از قوانین برای تعیین نحوه تخصیص مختصات به نقاط، معمولاً با استفاده از محورهای مرتبط است .
یک سیستم مرجع مختصات (CRS) یک CS است که موقعیت، مقیاس و جهت محورهای خود را با توجه به یک جسم، که برای اهداف ما زمین است، تعریف می‌کند.
عرض جغرافیایی ، زاویه ای از صفحه استوایی به عمود بر بیضی در یک نقطه معین است.
طول ژئودتیکی زاویه ای از صفحه نصف النهار اول به صفحه نصف النهار یک نقطه معین است.
یک سیستم مختصات بیضی (ECS) یک CS است که با طول و عرض جغرافیایی مشخص می شود.
یک داده ژئودتیکی رابطه یک CS 2 یا 3 بعدی را با زمین تعریف می کند. یک داده ژئودتیکی موقعیت مبدأ، مقیاس، و جهت محورهای یک ECS را با توجه به یک بیضی خاص زمین مشخص می کند. ویژگی های چندین بیضی زمین در جدول 1 آمده است.
یک سیستم مرجع مختصات ژئودتیکی (GCRS) یک ECS است که برای یک داده ژئودتیکی خاص تعریف شده است.
تبدیل مختصات تغییر مختصات از یک CRS به CRS دیگر است که در آن CRS ها یا بر اساس همان مبنا هستند یا اگر بر اساس مبناهای متفاوتی باشند، هیچ الگوریتمی برای تبدیل مختصات از یک مبدأ به مبدأ دیگر اعمال نشده است. .
تبدیل مختصات تغییر مختصات از یک CRS به CRS دیگر است که در آن CRSها بر اساس داده های متفاوتی هستند. در این مورد، یک الگوریتم تبدیل مختصات برای تبدیل مختصات یک CRS به انطباق با داده CRS دیگر اعمال می شود.
پیش بینی نقشه یک تبدیل مختصات از یک ECS به یک هواپیما است. پیش‌بینی نقشه با پارامترهای پیش‌بینی مختلف، از جمله بیضی‌نما، مختصات ECS مبدأ طرح‌ریزی در صفحه، جهت‌گیری محورهای پیش‌بینی‌شده در صفحه با توجه به ECS، و سایر پارامترهای خاص پیش‌بینی تعریف می‌شود .
یک سیستم مرجع مختصات پیش بینی شده (PCRS) یک CRS است که از یک GCRS با اعمال یک طرح ریزی نقشه مشخص به دست می آید. توجه داشته باشید که بیضی طرح مشخص شده در طرح نقشه ممکن است با داده مشخص شده در GCRS مطابقت داشته باشد یا نباشد .
پیش‌بینی‌های اصلی نقشه EASE-Grid با یک مدل زمین کروی برای بیضوی طرح‌ریزی، یعنی کره بین‌المللی 1924 Authalic تعریف شد ( جدول 1 و ضمیمه B را ببینید). با این حال، بیشتر داده‌هایی که در حال حاضر در EASE-Grid ذخیره می‌شوند از حسگرهای ماهواره‌ای مشتق شده‌اند که WGS 84 را به عنوان داده GCRS دارند. ایلیف و لات [ 21 ] با اشاره به اینکه تبدیل ها تعریف شده و دقیق در نظر گرفته می شوند، بین تبدیل ها و تبدیل ها تمایز قائل می شوند. آنها اشاره می کنند که تبدیل مختصات بنابراین منجر به از دست دادن دقت موقعیت نمی شود، که در Brodzik و Knowles نیز توضیح داده شد [ 4 ]] برای توجیه انتخاب یک مدل زمین کروی در تعاریف اصلی طرح نقشه EASE-Grid .
تصمیم به استفاده از یک مدل زمین کروی برای بیضی طرح‌ریزی PCRS با داده‌هایی که به داده‌های GCRS برای یک بیضی متفاوت ارجاع داده می‌شوند، منجر به از دست دادن دقت موقعیتی در طول تبدیل مختصات نمی‌شود، تا زمانی که بسته‌های نرم‌افزاری بیضی‌نمای پیش‌بینی نقشه PCRS را در نظر بگیرند. داده مرجع GCRS به طور جداگانه. این تمایز باید توسط هر نرم‌افزاری که داده‌های EASE-Grid را بازپخش می‌کند به درستی مدیریت کند : این امر مستلزم آن است که کاربران نرم‌افزار را به‌خوبی درک کنند تا بدانند چه زمانی باید تبدیل مختصات را به تنهایی اعمال کنند (بازپخش بدون تغییر در داده‌های مرجع GCRS) در مقابل تبدیل مختصات (تغییر مجدد و تغییر). داده مرجع GCRS). EASE-Gridکاربران داده‌ها می‌توانند با مشکلاتی مواجه شوند، زیرا تعدادی از بسته‌های نرم‌افزاری محبوب، از جمله ArcGIS، این فرض را ایجاد می‌کنند که بیضی پیش‌بینی نقشه PCRS و داده مرجع GCRS یکسان هستند. این برنامه‌ها معمولاً راهی برای تعیین مقادیر مختلف ارائه نمی‌دهند، یا اعمال تبدیل مختصات نامناسب را به جای تبدیل مختصات مناسب پیشنهاد می‌کنند [ 22 ]. بدون درک کامل از اینکه نرم افزار چگونه تبدیل ها و تبدیل ها را مدیریت می کند، یک کاربر ناآگاه ممکن است داده ها را از EASE-Grid بازطراحی کند که به اشتباه فرض می کند که داده مرجع GCRS به جای مرجع واقعی GCRS، کره Authalic 1924 است. داده WGS 84
جدول
جدول 1. ویژگی های بیضی های زمین (جدول 2.1، ص 10 در [ 21 ] و پیوست B ) در متن مورد بحث قرار گرفته است.
در مورد رزولوشن درشت‌تر EASE-Grid s (12.5 کیلومتر یا درشت‌تر)، پیامدهای این خطاها شدید نبود (به ترتیب یک یا دو مکان سلول شبکه). با این حال، کاربردهای اخیر EASE-Grid ، به عنوان مثال، برای ذخیره داده ها در وضوح 500 متر، منجر به خطاهای قابل توجهی در بازپرداخت مانند شکل 3 شده است.
علاوه بر این، فرمت‌ها همیشه به داده‌های مرجع GCRS و بیضی‌های پیش‌بینی PCRS اجازه نمی‌دهند. استاندارد محبوب فرمت فایل GeoTIFF مستلزم آن است که بیضی طرح PCRS همان داده مرجع GCRS [ 23 ] باشد. داده‌های EASE -Grid را نمی‌توان به‌طور قانونی در قالب GeoTIFF توزیع کرد، بنابراین، بدون اعمال تبدیل مختصات (تولید مجدد بدون تغییر در داده مرجع GCRS) برای تغییر بیضی‌نمای پیش‌بینی از کره واقعی به WGS 84 [ 22 ، 24 ]]. یک رویکرد جایگزین اما ناخوشایند، اعمال یک تبدیل مختصات برای انجام تغییر داده از WGS 84 به کره واقعی است، اما این می تواند مقادیر عرض جغرافیایی را تا 0.19 درجه یا 20 کیلومتر نزدیک به 45± درجه تغییر دهد [ 25 ]. برای هر یک از این گزینه‌ها، داده‌های به‌دست‌آمده یک فایل GeoTIFF قانونی خواهند بود، اما دیگر نمی‌توان آن را EASE-Grid تعیین کرد.
Ijgi 01 00032 g003 1024
شکل 3. نمونه ای از مسیرهای پروازی پل یخی ناسا که روی نقشه پایه مرمر آبی ناسا در مرکز شرقی گرینلند قرار گرفته اند. داده‌های مرمر آبی در طرح‌بندی Plate-Carrée با اشاره به مبدأ WGS 84 تولید می‌شوند و به عنوان لایه‌های WMS در شبکه اصلی EASE-Grid ذخیره می‌شوند . نقشه پایه سمت چپ با تبدیل مختصات به EASE-Grid اصلی به دست آمد، با تغییر داده نامناسب. نقشه پایه سمت راست فقط با تبدیل مختصات به درستی به دست آمد (بازپخش بدون تغییر مبنا). خطا در نقشه پایه شناسایی نشد تا زمانی که مدیر پرواز به ما اطلاع داد که مسیر پرواز در واقع از وسط داگارد-جنسن گلتشر در آبدره بالایی Scoresby Sund (دایره مرکزی بالای هر تصویر) عبور کرده است و خطوط پروازی موازی با Blosseville Kyst هستند. (دو دایره پایینی در هر تصویر) روی یخ دریا در امتداد ساحل اجرا شد، نه در داخل خشکی.
در نهایت، ویژگی‌های خاص در گوشه‌ها و لبه‌های شبکه‌ها در شبکه EASE-Grid معرفی شدند.s، به دلیل تعاریف شبکه با تعداد فرد پیکسل، با قطب واقع در مرکز سلول شبکه مرکزی. شبکه‌هایی در مضرب وضوح فضایی 25 کیلومتری اولیه به شکل مته‌مرکز تعریف شدند. استوا به درستی (به معنای ریاضی یک زیرمجموعه مناسب) در وسعت شبکه مستطیل شکل احاطه شده بود. این انتخاب ها دو مشکل ایجاد کرد. اول، پوشش فضایی در نزدیکی هر یک از چهار گوشه برآمدگی های ازیموتالی فراتر از قطب مخالف گسترش می یابد. در حالی که مختصات طرح ریزی برحسب متر از تصویر اصلی در گوشه های این شبکه ها تعریف می شود، مختصات جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی) تعریف نشده است (به معنای واقعی کلمه “خارج از زمین”) در مکان های نزدیک به گوشه های شبکه ( شکل 4)). دوم، رابطه مته-مرکز، یک تغییر اندازه سلول جزئی در پوشش فضایی را مجبور کرد، بنابراین شبکه‌های مرتبط همیشه دارای گستره‌های فضایی متفاوتی بودند. توجیه اولیه برای رابطه حفره محور دستیابی به سرعت محاسباتی در نمونه برداری از یک شبکه با وضوح دقیق تر به یک شبکه با وضوح درشت تر بود: هیچ میانگینی مورد نیاز نیست، زیرا هر سلول وضوح درشت در هر مکان سلول با وضوح خوب دیگر قرار داشت. با گذشت زمان، اثبات این تصمیم دشوار است. اکثر کاربران سلول‌های شبکه تودرتو، یعنی چهار سلول 12.5 کیلومتری تو در تو در یک سلول 25 کیلومتری را آسان‌تر می‌دانند. کاربران همچنین معتقدند که نمونه‌گیری فرعی شبکه به جای میانگین‌گیری، به‌طور نامناسبی داده‌ها را دور می‌اندازد.
Ijgi 01 00032 g004 1024
شکل 4. ناحیه بزرگنمایی شده گوشه پایین سمت راست نمای شمالی EASE-Grid در شکل 1 ، نشان دهنده پیکسل های گوشه 25 کیلومتری با مختصات نامشخص (طول و عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی). تمام گوشه ها متقارن هستند.
در حالی که اندازه اسمی سلول شبکه های 25 کیلومتری 25 کیلومتر × 25 کیلومتر بود، ابعاد سلولی واقعی کمی بزرگتر بود، 25.06725 کیلومتر × 25.06725 کیلومتر، تا شبکه جهانی دقیقاً در استوا باشد. هنگامی که مقیاس برای شبکه استوانه ای انتخاب شد، از همان مقیاس برای شبکه های ازیموتال استفاده شد. این تصمیم اسناد را با مقیاس یکسان برای هر سه پیش بینی ساده کرد. با این حال، هیچ توجیه ریاضی برای این تصمیم وجود ندارد.

3. تعریف EASE-Grid 2.0

ما تعریف جدید EASE-Grid 2.0 زیر را برای دستیابی به اهداف زیر پیشنهاد می‌کنیم: (1) بیضی‌نمای مرجع GCRS و طرح‌دهی PCRS را یکسان کنیم تا فرمت‌هایی مانند GeoTIFF بتوانند به راحتی داده‌ها را در خود جای دهند و بسته‌های نرم‌افزاری بتوانند به راحتی و به درستی داده‌ها را بازپخش کنند. ، (2) تعاریف شبکه تودرتو را ساده تر می کند (3) مختصات جغرافیایی تعریف نشده را در گوشه های شبکه های ازیموتال حذف می کند (4) مقیاس ها را بین شبکه های استوانه ای و ازیموتال جدا می کند و (5) ابعاد جدیدی را انتخاب می کند که بلافاصله داده ها را در EASE-Grid متمایز می کند. فرمت 2.0 از قالب اصلی EASE-Grid .
تعریف EASE-Grid 2.0 شامل همان سه پیش بینی با مساحت مساوی است که در نسخه اصلی تعریف شده است، با این تفاوت که بیضی طرح PCRS WGS 84 است به جای International 1924 Authalic Sphere. داده‌های ارجاع‌شده به داده‌های WGS 84 و ذخیره‌شده در پیش‌بینی‌های EASE -Grid 2.0 اکنون می‌توانند مستقیماً به‌عنوان GeoTIFF بدون هیچ گونه بازپرداخت مجدد قالب‌بندی شوند. احتمال اینکه بسته‌های نرم‌افزاری متداول به درستی بازپرداخت را انجام دهند بسیار بیشتر از داده‌های EASE-Grid است.
تعداد ردیف‌ها و ستون‌های شبکه‌های آزیموتال زوج هستند، با قطب مربوطه روی شبکه‌های آزیموتال در تقاطع چهار سلول شبکه مرکزی قرار دارد ( شکل 5 ).
Ijgi 01 00032 g005 1024
شکل 5. طرح‌های شبکه‌بندی نسبی برای آزیموتال نماینده 25 کیلومتر و 12.5 کیلومتر اصلی EASE-Grid (( سمت چپ )، سوراخ-مرکز) در مقابل . سلول های EASE-Grid 2.0 (( سمت راست )، تودرتو در نزدیکی قطب.
مقیاس شبکه استوانه‌ای دوباره به عنوان نزدیک‌ترین مقدار به مقیاس اسمی مورد نظر تعیین می‌شود، به طوری که تعداد دقیق سلول‌ها در استوا باشد. با این حال، مقیاس های شبکه آزیموتال مربوطه دقیق خواهد بود. به عنوان مثال، اندازه سلول شبکه استوانه ای 25 کیلومتری جدید 25025.2600081 متر است، اما اندازه سلول شبکه ای 25 کیلومتری جدید دقیقاً 25000.0 متر است.
Ijgi 01 00032 g006 1024
شکل 6. رابطه استوا با لبه راست پوشش شبکه در نیمکره شمالی 25 کیلومتری EASE-Grid اصلی (( سمت چپ )، استوا محصور در پوشش فضایی) در مقابل . EASE-Grid 2.0 (( سمت راست )، استوا کمی خارج از پوشش فضایی). شبکه های نیمکره جنوبی نیز به همین ترتیب تعریف شده اند. انحنای استوا نسبت به لبه شبکه تا حد زیادی اغراق آمیز است.
با مقیاس دقیق 25 کیلومتر، تعداد سلول‌ها در شبکه‌های 25 کیلومتری جدید را 720 ستون در 720 ردیف انتخاب کردیم. این استوا را کمی خارج از پوشش شبکه در هر یک از چهار لبه آرایه قرار می دهد ( شکل 6 )، با بخش کوچکی از نیمکره خارج از پوشش فضایی شبکه. ما این بعد (1) را برای جلوگیری از مشکل اصلی با مقادیر نامشخص طول و عرض جغرافیایی در گوشه‌های شبکه انتخاب کردیم، (2) برای ارتقای مضرب‌ها و مقسوم‌کننده‌های دقیق برای شبکه‌های تودرتو و تودرتو که با مقدار 720 امکان‌پذیر است، و (3) ) تنها با ابعاد مختلف شبکه نشان می دهد که شبکه های جدید با شبکه های اصلی EASE-Grid متفاوت هستند (شبکه اصلی EASE- Grid 25 کیلومتریابعاد 721 ستون × 721 ردیف).

4. نتیجه گیری

تعریف پیشنهادی EASE-Grid 2.0تغییرات نسبتاً کوچک اما قابل توجهی را نشان می‌دهد که به توزیع آسان‌تر داده‌ها در قالب‌های معاصر مانند GeoTIFF اجازه می‌دهد و از برخی مسائل قابل اجتناب بازپخش نرم‌افزار جلوگیری می‌کند. ما انتظار داریم که درک تعاریف شبکه تودرتو برای کاربران آسان تر باشد. تعریف روابط تودرتو به جای حفره محور به تعاریف شبکه در مقیاس های چندگانه اجازه می دهد تا پوشش مکانی دقیق را به اشتراک بگذارند. جدا کردن اندازه سلول ها بین شبکه های استوانه ای و آزیموتال، مستندسازی و استفاده از شبکه های ازیموتال را آسان تر می کند. در نهایت، انتخاب ابعاد شبکه کمی متفاوت و مقیاس‌های جدید، مختصات شبکه‌ای تعریف‌نشده را در گوشه‌های شبکه‌ای ازیموتال حذف می‌کند، در حالی که به کاربر سرنخی قابل تشخیص (ابعاد مختلف) برای شناسایی شبکه به‌عنوان EASE-Grid 2.0 ارائه می‌دهد .
دو پروژه بزرگ با بودجه ناسا، SMAP (خاک-رطوبت فعال-غیرفعال) و MEaSUREs (ایجاد سوابق داده های علوم زمین برای استفاده در محیط های تحقیقاتی) کمک هزینه کرایوسفر به رهبری D. Robinson در حال حاضر EASE-Grid 2.0 را به عنوان فرمت استاندارد برای مجموعه داده‌های شبکه‌بندی شده، از جمله داده‌های رطوبت خاک و یخ/ذوب SMAP و داده‌های برف نیمکره شمالی زمینی، یخ دریا و گرینلند. توصیه می‌کنیم که تولیدکنندگان مجموعه‌های داده جدید از استاندارد جدید EASE-Grid 2.0 استفاده کنند تا از پیشرفت‌های افزایشی تعریف‌شده در اینجا استفاده کنند. همچنین توصیه می‌کنیم که هرگونه پردازش مجددی که روی مجموعه داده‌های قدیمی EASE-Grid انجام می‌شود، به EASE-Grid 2.0 نیز تغییر کند .

منابع

  1. آرمسترانگ، RL; Brodzik، MJ مجموعه داده های SSM/I با شبکه زمین برای مطالعات کرایوسفر و نظارت بر تغییرات جهانی. Adv. Space Res. 1995 ، 16 ، 155-163. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  2. آرمسترانگ، RL; Brodzik، MJ; Varani، A. NSIDC EASE-Grid: رسیدگی به نیاز به یک طرح مشترک، انعطاف پذیر، نقشه برداری و شبکه بندی. مانیتور سیستم زمین 1997 ، 7 ، 6-7. [ Google Scholar ]
  3. آرمسترانگ، RL; Knowles، KW; Brodzik، MJ; Hardman, MA DMSP SSM/I—SSMIS Pathfinder Daily EASE-Grid Brightness Temperatures ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 1994; به روز شده در سال 2012. [ Google Scholar ]
  4. Brodzik، MJ; Knowles، KW EASE-Grid: مجموعه ای همه کاره از پیش بینی ها و شبکه های مساحت مساوی. شبکه های جهانی گسسته ; گودچایلد، م.، اد. مرکز ملی اطلاعات جغرافیایی و تجزیه و تحلیل: سانتا باربارا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 2002. موجود به صورت آنلاین: http://www.ncgia.ucsb.edu/globalgrids-book/ease grid/ (در 17 نوامبر 2011 قابل دسترسی است).
  5. براون، ج. Ferrians، OJ، Jr. Heginbottom، JA; ملنیکوف، ES Circum-Arctic Map of Permafrost and Ground Ice Conditions ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده برف و یخ / مرکز داده های جهانی برای یخبندان: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 1998; تجدید نظر فوریه 2001. [ Google Scholar ]
  6. فرانسیس، جی. Schweiger, A. TOVS Pathfinder Path-P روزانه پارامترهای جوی شبکه بندی شده قطب شمال ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 1999; به روز شده در سال 2008. [ Google Scholar ]
  7. فاولر، سی. مصلانیک، ج. هاران، ت. اسکامبوس، تی. کلید، جی. Emery, W. AVHRR Polar Pathfinder Twice-Daily 5 km EASE-Grid Composites V003 ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2000; به روز شده در سال 2007. [ Google Scholar ]
  8. Knowles، KW; Njoku، EG; آرمسترانگ، RL; Brodzik، MJ Nimbus-7 SMMR Pathfinder Daily EASE-Grid Brightness Temperatures ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 1999. [ Google Scholar ]
  9. Njoku، E. AMSR-E/Aqua Daily L3 سطح خاک رطوبت، پارامترهای تفسیری، و QC EASE-Grids V002 . رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO USA، 2008; روزانه به روز می شود. [ Google Scholar ]
  10. موسسه تحقیقات قطب شمال و قطب جنوب. نمودارهای یخی دریای قطب شمال روسیه در قالب شبکه ای 1933-2006 . اسمولیانیتسکی، وی، بوروداچف، وی، ماهونی، آ.، فترر، اف.، بری، آر.، ویرایش. رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2007. [ Google Scholar ]
  11. کیم، ای جی. اوکرای، سی. هندز، ن. انگلستان، AW; Brodzik، MJ; ناولز، ک. هاردمن، ام. یک سیستم پردازش سفارشی EASE-Grid SSM/I. در مجموعه مقالات IGARSS ’98، سیاتل، WA، ایالات متحده آمریکا، 6-10 ژوئیه 1998; صص 1112–1114.
  12. کراوز، جی. Tomczak، M. آیا دانشمندان دریایی دیدگاه علمی نسبت به زمین دارند؟ اقیانوس شناسی 1995 ، 8 ، 11-16. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  13. تریشچنکو، AP; لو، ی. Khlopenkov، KV; پارک، WM; موزاییک دایره‌ای قطبی S. قطب شمال با وضوح فضایی 250 متر برای IPY توسط ترکیب باندهای زمینی MODIS/TERRA B1-B7. بین المللی J. Remote Sens. 2009 ، 30 ، 1635-1641. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  14. Knowles، KW; ساووی، MH; آرمسترانگ، RL; Brodzik، MJ AMSR-E/Aqua Daily EASE-Grid Brightness Temperatures ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2006; به روز شده در سال 2011. [ Google Scholar ]
  15. لانگ، دی. Stroeve، J. وضوح پیشرفته SSM/I و دمای روشنایی قطبی روزانه AMSR-E . رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2011. [ Google Scholar ]
  16. کیو، جی. ژو، ی. گوو، دی. Wang, Y. نقشه‌های مناطق زمین‌شناسی و طبقه‌بندی‌ها . رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ/مرکز داده های جهانی برای یخبندان: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2002. [ Google Scholar ]
  17. آرمسترانگ، RL; Brodzik، MJ نیمکره شمالی EASE-Grid Weekly Snow Cover and Sea Ice Extent نسخه 3 ; رسانه دیجیتال؛ رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2005; به روز شده در سال 2007. [ Google Scholar ]
  18. هال، DK; ریگز، GA؛ Salomonson، VV MODIS/Terra Sea Ice Extent Daily L3 Global 1 km EASE-Grid Day V005 ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2006; روزانه به روز می شود. [ Google Scholar ]
  19. Fowler, C. Polar Pathfinder Daily 25 km EASE-Grid Sea Ice Motion Vectors ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده های برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2003; به روز شده در سال 2008. [ Google Scholar ]
  20. آرمسترانگ، RL; Brodzik، MJ; ناولز، ک. Savoie, M. Global Monthly EASE-Grid Snow Water Equivalent Climatology ; رسانه دیجیتال؛ مرکز ملی داده برف و یخ: بولدر، CO، ایالات متحده آمریکا، 2007. [ Google Scholar ]
  21. ایلیف، جی. Lott, R. Datums and Map Projections for Remote Sensing, GIS and Surveying , 2nd ed.; Whittles Publishing: Scotland، UK، 2008. [ Google Scholar ]
  22. هاران، تی . ارائه در جلسه تیم علمی MODIS، دنور، CO، ایالات متحده آمریکا، 15-17 اکتبر 2008. در دسترس آنلاین: ftp://sidads.colorado.edu/pub/ppp/conf_ppp/Haran/HDF-EOS_vs._GeoTIFF__GIS_Problems//_when_Projection_and_Datum_Spheroids_are_Different.pdf (دسترسی در 2101 نوامبر).
  23. ریتر، ن. Ruth, M. GeoTIFF مشخصات فرمت . GeoTIFF نسخه 1.0. 1995. در دسترس آنلاین: ftp://ftp.remotesensing.org/pub/geotiff/spec/geotiff.rtf (در 27 نوامبر 2011 قابل دسترسی است).
  24. بیلینگزلی، بی. هاران، تی. استفاده از GeoTIFF برای به اشتراک گذاری داده ها: محدودیت ها و راه حل ها. مجموعه مقالات نشست پاییز AGU 2008، سانفرانسیسکو، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 15-19 دسامبر 2008. 89(53)، مکمل نشست پاییز، چکیده IN23B-C1078. در دسترس آنلاین: ftp://sidads.colorado.edu/pub/ppp/conf_ppp/Billingsley/Using_GeoTIFFs_for_Data_Sharing__Limitations_and_Solutions.pdf (در 27 نوامبر 2011 قابل دسترسی است).
  25. میوس، جی. کره زمین. در الگوریتم های نجومی ؛ فصل 10; Willmann-Bell: Richamond، VA، USA، 1991; صص 77-82. [ Google Scholar ]
  26. Snyder، JP Map Projections، A Working Manual ; مقاله تخصصی سازمان زمین شناسی آمریکا 1395; وزارت کشور: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1987. [ Google Scholar ]

پیوست A: فرمول های طرح ریزی EASE-Grid 2.0

فرمول های طرح ریزی برای EASE-Grid 2.0 که از [ 26 ] گرفته شده است به شرح زیر است. ( جدول 1 را برای پارامترهای بیضی WGS 84 ببینید.)

تعریف.

اجازه دهید
a = شعاع استوایی
b = شعاع قطبی
e = خروج از مرکز بیضی
ϕ 0 = عرض جغرافیایی مرجع نقشه
λ 0 = طول جغرافیایی مرجع نقشه
ϕ 1 = عرض جغرافیایی مقیاس واقعی
ϕ = عرض جغرافیایی شمالی
λ = طول جغرافیایی شرق گرینویچ
x = فاصله (متر) به سمت راست خط عمودی (محور Y) که از مبدا طرح ریزی می گذرد.
y = فاصله (متر) بالاتر از خط افقی (محور X) که از مبدا طرح ریزی می گذرد
برای EASE-Grid 2.0 استوانه ای، اجازه دهید:
ϕ 0 = 0.0 درجه
λ 0 = 0.0 درجه
ϕ 1 = 30.0 درجه
برای ازیموتال شمالی EASE-Grid 2.0، اجازه دهید:
ϕ 0 = 90.0 درجه
λ 0 = 0.0 درجه
برای EASE-Grid 2.0 ازیموتال جنوبی، اجازه دهید:
ϕ 0 = -90.0 درجه
λ 0 = 0.0 درجه

تعریف

(فرمول های پیشرو EASE-Grid 2.0 Cylindrical ([ 26 ]، ص 81)). اجازه دهید

ک0=cosϕ11- _ه2گناه2ϕ1———-√ک0=cos�11-ه2گناه2�1
q( ϕ ) = ( 1 −ه2) [گناه ϕ( 1- _ه2گناه2ϕ )–12 eln (1 − e sin ϕ1 + e sin ϕ) ]�(�)=(1-ه2)[گناه�(1-ه2گناه2�)-12هلوگاریتم(1-هگناه�1+هگناه�)]

سپس

x = aک0( λ- _λ0)ایکس=آک0(�-�0)
y=یک ق( ϕ )2ک0�=آ�(�)2ک0

تعریف

(فرمول های معکوس استوانه ای EASE-Grid 2.0 ([ 26 ]، صفحات 82-83)). از k 0 از رابطه (1) استفاده کنید، از q ( φ ) از رابطه (2) استفاده کنید ، و اجازه دهید

q p = q ( ϕ = 90 درجه)
β= a r c s i n2 سالک0آqپ�=آ�جسمن�2�ک0آ�پ

سپس ϕ، (محاسبه شده با تقریب)، و λ هستند

ϕ = β + ( e 2 / 3 + 31 e 4 / 180 + 517 e 6 / 5040) sin 2 β
+ (23 e 4 / 360 + 251 e 6 / 3780) sin 4 β
+ (761 e 6 / 45360) sin 6 β
λ =λ0+ایکسآک0�=�0+ایکسآک0

تعریف

( Azimuthal EASE -Grid 2.0 Forward Formulas ([ 26 ], pp. 187-188)). از q ( ϕ ) از معادله (2) استفاده کنید و اجازه دهید

q p = q ( ϕ = 90 درجه)
ρ =⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪0.0 ،آqپ– q( ϕ )——–√،آqپ+ q( ϕ )——–√،من f qپ– q( ϕ ) = 0من f نo r t hمن f اسo u t h�={0.0،من� �پ-�(�)=0آ�پ-�(�)،من� ن��تیساعتآ�پ+�(�)،من� اس�توتیساعت

سپس

x = ρ sin ( λ – λ 0 )
y= {– ρ cos ( λ –λ0) ،ρ cos ( λ- _λ0) ،من f نo r t hمن f اسo u t h�={-�cos(�-�0)،من� ن��تیساعت�cos(�-�0)،من� اس�توتیساعت

تعریف

(Azimuthal EASE-Grid 2.0 Inverse Formulas ([ 26 ], p. 190)). از q ( ϕ ) از معادله (2) استفاده کنید و اجازه دهید

q p = q ( ϕ = 90 درجه)
ρ =ایکس2+y2——√�=ایکس2+�2
β=⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪a r c s i n ( 1 −ρ2آ2qپ) ،− a r c s i n ( 1 −ρ2آ2qپ) ،من f نo r t hمن f اسo u t h�={آ�جسمن�(1-�2آ2�پ)،من� ن��تیساعت-آ�جسمن�(1-�2آ2�پ)،من� اس�توتیساعت

سپس ϕ، (محاسبه شده با تقریب)، و λ هستند

ϕ = β + ( e 2 / 3 + 31 e 4 / 180 + 517 e 6 / 5040)sin 2 β
+ (23 e 4 / 360 + 251 e 6 / 3780)sin 4 β
+ (761 e 6 / 45360) sin 6 β
λ =⎧⎩⎨⎪⎪λ0+ a r c t a n (ایکس– y) ،λ0+ a r c t a n (ایکسy) ،من f نo r t hمن f اسo u t h�={�0+آ�جتیآ�(ایکس-�)،من� ن��تیساعت�0+آ�جتیآ�(ایکس�)،من� اس�توتیساعت

ضمیمه B: تعریف کره معتبر

کره اتالیک کره ای است که مساحت سطح آن برابر با سطح یک بیضی مرجع باشد. شعاع کره اتالیک بین المللی 1924 از بیضی بین المللی 1924 با استفاده از [ 26 ]، معادله 3-13 در صفحه محاسبه می شود. 16: بگذار

qپ= 1 – [1- _ه22 eln (1 – e1 + e) ]�پ=1-[1-ه22هلوگاریتم(1-ه1+ه)]

سپس

آرq= aqپ2—√آر�=آ�پ2

ضمیمه C: EASE-Grid 2.0 Projection Parameters

همانطور که بودجه اجازه می دهد، NSIDC متعهد به حمایت از EASE -Grid 2.0 است. نویسندگان قصد دارند صفحات EASE-Grid Data را در http://nsidc.org/data/ease/ با پیشرفت ها و تغییرات مربوط به تعریف EASE-Grid 2.0 به روز نگه دارند، از جمله شرح وضعیت فعلی پشتیبانی و مسائل شناخته شده در بسته های نرم افزاری محبوب مانند ابزارهای GDAL و PROJ.4، HDFEOS، ENVI/IDL، ArcGIS و غیره.
جدول
جدول 2. پارامترهای طرح ریزی کتابخانه EASE -Grid 2.0 PROJ.4
جدول 2 پارامترهای طرح ریزی را در قالب آرگومان های کتابخانه محبوب نقشه برداری نقشه برداری PROJ.4 ( http://trac.osgeo.org/proj/ ) فهرست می کند. برای پارامترهای شبکه (ابعاد، مقیاس، روابط تودرتو) در مقیاس‌های خاص (مانند SMAP 9 کیلومتری استوانه‌ای EASE-Grid 2.0 و غیره ) لطفاً به داده‌های EASE-Grid در http://nsidc.org/data/ease/ مراجعه کنید .

;کاربردهای GISمقالات

آموزش کاربردی ArcGISالهام ابراهیم زادهکاربرد جی ای اسکاربردهای GIs در زمین شناسی

بدون نظر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همواره حمایت دانشجویان عزیزمان همراه ما بوده و این سببب شده که گامی محکم به‌سوی ایجاد یک مرجع برای آموزش GIS برداریم. با این امید که بتوانیم قدردان حمایت شما بزرگواران باشیم.

  • خانه
  • آموزش
  • فیلم آموزشی
  • تماس با ما
  • درباره ما
  • وبلاگ
  • سمنان /خیابان کاشانی/ساختمان فناوری اطلاعات/پ 8
  • 09120049370