SRTM-Daten

Zur Analyse der optimalen Aufstellorte von Sendemasten für jegliche Form der terrestrischen Funkwellenausbreitung werden aktuell DHM (Digitale HöhenModelle) benötigt. SRTM-Daten sind Fernerkundungsdaten der Erdoberfläche die bei der Shuttle Radar Topography Mission (STS-99) im Februar 2000 aus dem Weltraum, aufgezeichnet wurden. Sie dienen dazu, ein Digitales Geländemodell für verschiedene Anwendungesgebiete der Fernerkundung zu generieren. Die Höhendaten lassen sich zum Beispiel zur Generierung von 3-dimensionalen Geländemodellen im Computer benutzen.


Abb.1 mit SRTM kartierte Welt

Höhenangaben

Normalerweise bestimmt man die Höhe eines Ortes auf der Erdoberfläche durch den Referenzpunkt NN (Normalnull). Leider dauert das relativ lange bis man durch viele Messungen (Nivellement) einen Punkt im Landesinneren erreicht hat. Erschwerend kommt hinzu, dass jedes Land seinen eigenen Referenzpunkt bestimmt. Beispielsweise weichen die schweizerischen Höhenangaben um +0,32 m von den deutschen ab. Das bedeutet, dass ein 1000m hoher Berg in der Schweiz in Deutschland nur 999,68m hoch ist.

Bei der Shuttle Radar Topography Mission wurde ein gleicher Referenzpunkt für alle Höhenmessungen angenommen. Das bedeutet, dass alle 1000m hohen Berge, egal wo auf der Erde, immer 1000m hoch sind. Weiterhin wurden innerhalb von nur 12 Tagen selbst die unwegsamsten Regionen (z.B. im Himalaya) erfasst, die bisher (also in den letzten knapp 200 Jahren) nicht oder nur sehr fehlerhaft vermessen waren.

Datenformat

Die vom USGS (U.S. Geological Survey) bereitgestellten SRTM-Daten werden in 2 Versionen angeboten: Die Höhendarstellung erfolgt in Metern, Fehlpixel bedingt durch Wasser oder Eis haben den Höhenwert -32768.

Dateinamen

Die USGS-Dateinamen beziehen sich auf die Länge und Breite der unteren linken Ecke des Datenfeldes, bei (N45W007) sind die Koordinaten des Pixels 1,1 45° georafische Breite und 07° geografische Länge.

Schwachpunkte

Schwachpunkt der Daten ist die Darstellung von Küstengebieten nahe der NN-Marke oder bei Senken, welche unterhalb des Meeresspiegels liegen. Die Definition von Meeresspiegel gilt immer für die gesamte Datei, daher kommt es im küstennahen Flachland zu fehlerhaften Küstenlinien.
Eine weitere Fehlerquelle sind Eisbedeckungen z.B. auf Gipfeln. Diese werden nicht als Höhe erkannt und bilden die vorher genannten Fehlpixel.

Quelle für SRTM-Daten

Die uneditierten Daten wurden 2003 der Öffentlichkeit unter: ftp://edcsgs9.cr.usgs.gov/pub/data/srtm

Aufbau der SRTM-Daten

Wie aus dem Datenformat bekannt ist, beinhaltet ein HGT-File für alle übrigen Länder ausserhalb von den USA eine Auflösung von 1201 x 1201 Pixel. Stellt man mehrere Files geordnet nebeneinander, so kann damit eine Karte errechnet werden.
Werden mehrere Files zusammengesetzt, gibt es keine Überschneidungen der Daten (Pixel). Der Dateiname (siehe Dateinamen) definiert den Inhalt des entsprechenden HGT-Files (siehe dazu auch Startpunkte der Files).

Darstellung einer Karte

Eine Kartenausschnitt wird wie folgt dargestellt:


Abb. 2 Zusammensetzung für einen Kartenausschnittes

Somit entspricht jedes File der SRTM-Daten in jeder Richtung (Latitude, Longitude) genau einem Grad. Jede einzelne Position (Pixel) in der Matrix (aus den HGT-Files) enthält ein einziger Wert. Dieser vorhandene Wert entspricht der Höhe an der betreffenden Position.

Abstände der Pixel

Jedes Bild (für den Rest der Welt, siehe Kapitel 1.2) besteht aus genau 1201 x 1201 Pixel, d.h. es sind 1200 Zwischenräume. Ein Alt-Grad entspricht 3600 Sekunden, dividiert man nun 3600/1200 ergeben sich 3 Sekunden. Demzufolge ist der Abstand zwischen zwei Pixel exakt 3 Sekunden (dezimal = 0.0008333). Dies entspricht wiederum einer Länge von ca. 90m.

Abb. 3 Pixelabstände


Startpunkte der Files

Die Startpunkte und Endpunkte der Files sind aus dem gegebenen Filenamen bekannt. Aus dem File N46E007.hgt sind die Daten zwischen N46 und N47, bzw. E007 und E008 enthalten, d.h. ein Punkt mit dem Ausschnitt latlim = [46.185 46.305]; lonlim = [7.75 7.99]; (Ausschnitt, welcher für das Titelbild verwendet wurde) ist in dem entsprechenden File enthalten.

Abb. 4 Definition der Startpunkte

Jeder Startpunkt befindet sich somit in der linken unteren Ecke. Verläuft man in den Daten in Europa nach Norden, erhöht sich der Wert der Latitude - ebenso wenn man nach Osten wandert, erhöht sich der Wert der Longitude.

Abb. 5 Latitude, Longitude