Misión de topografía por radar del transbordador

La Misión Topográfica de Radar del Transbordador ( SRTM ) es un esfuerzo de investigación internacional que obtuvo modelos digitales de elevación a escala casi global desde 56°S hasta 60°N , ^{[ 2 ] : 4820} para generar la base de datos topográfica digital de alta resolución más completa de la Tierra antes del lanzamiento del ASTER GDEM en 2009. La técnica empleada para generar datos topográficos por radar se conoce como radar de apertura sintética interferométrica . Voló a bordo de la misión STS-99 de 11 días en febrero de 2000.

Intermap Technologies fue el contratista principal para el procesamiento de los datos del radar de apertura sintética interferométrica (SRTM). Los modelos de elevación derivados de los datos SRTM se utilizan en sistemas de información geográfica . Se pueden descargar gratuitamente a través de Internet y su formato de archivo (.hgt) es ampliamente compatible.

La Misión Topográfica de Radar del Transbordador es un proyecto internacional liderado por la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial de EE. UU. ( NGA ), una agencia del Departamento de Defensa de EE. UU. , y la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de EE. UU. ( NASA ).

La misión consiste en un sistema de radar de apertura sintética interferométrica basado en el antiguo radar de apertura sintética de banda C/X para imágenes espaciales (SIR-C/X-SAR), utilizado previamente en el transbordador espacial en 1994. Cuenta con dos antenas, un cambio crucial con respecto al SIR-C/X-SAR, que permite la interferometría de una sola pasada. Una antena estaba ubicada en la bahía de carga del transbordador, como en el SIR-C/X-SAR. La otra estaba ubicada en el extremo de un mástil de 60 metros (200 pies) que se extendía desde la bahía de carga una vez que el transbordador estaba en el espacio. ^{[ 2 ]}

Al igual que en SIR-C/X-SAR, las antenas de radar SRTM funcionan tanto en banda X como en banda C. La banda C proporciona una apertura más amplia y, por lo tanto, una mayor cobertura bajo las trayectorias, mientras que la banda X tiene una apertura más estrecha pero mayor resolución. ^{[ 3 ]} La órbita de la misión SRTM fue diseñada para la cobertura de la misión estadounidense en banda C, no para la misión germano-italiana en banda X, de ahí las numerosas brechas en la cobertura de banda X. ^{[ 4 ]}

La NASA transfirió la carga útil SRTM al Museo Nacional del Aire y el Espacio Smithsonian en 2003; el contenedor, el mástil y la antena ahora se exhiben en el Centro Steven F. Udvar-Hazy en Chantilly, Virginia . ^{[ 5 ]}

Las publicaciones de datos estadounidenses se basan en datos de banda C, mientras que las publicaciones de datos alemanas se basan en datos de banda X. No se ha realizado ninguna fusión de las dos bandas. ^{[ 6 ]} Todo el procesamiento de la banda C se realizó con una resolución de 1 segundo de arco (1″). ^{[ 7 ]}

Los conjuntos de datos de elevación en banda C se ven afectados por áreas sin datos en montañas y desiertos. Estas áreas no superan el 0,2 % del área total estudiada, ^{[ 8 ]} pero pueden ser un problema en zonas de relieve muy pronunciado. Afectan a todas las cumbres de más de 8000 metros, a la mayoría de las cumbres de más de 7000 metros, a muchas cumbres y crestas alpinas y similares, y a muchos desfiladeros y cañones. Existen algunas fuentes de datos SRTM que han rellenado estos huecos de datos, pero algunas de ellas solo han utilizado interpolación a partir de datos circundantes y, por lo tanto, pueden ser muy imprecisas. Si los huecos son grandes o cubren por completo áreas de cumbres o crestas, ningún algoritmo de interpolación dará resultados satisfactorios.

Los modelos de elevación están organizados en mosaicos, cada uno de los cuales cubre un grado de latitud y un grado de longitud, nombrados según sus esquinas suroeste. Por ejemplo, "n45e006" se extiende desde 45°N 6°E hasta 46°N 7°E y "s45w006" desde 45°S 6°O hasta 44°S 5°O . La resolución de los datos brutos es de un segundo de arco (1″, 30 m a lo largo del ecuador) y la cobertura incluye África, Europa, América del Norte, América del Sur, Asia y Australia. ^{[ 9 ]} Para el resto del mundo, solo se dispone de datos de tres segundos de arco (3″, 90 m a lo largo del ecuador). ^{[ 2 ] : 4821}

Cada mosaico de 1″ tiene 3601 filas, cada una compuesta por 3601 celdas bigendian de 16 bits . Las dimensiones de los mosaicos de 3″ son 1201 × 1201. Las elevaciones SRTM originales se calcularon con respecto al elipsoide WGS84 y luego se añadieron los valores de separación del geoide EGM96 para convertirlos en alturas relativas al geoide para todos los productos publicados. ^{[ 10 ]}

Los datos SRTM del USGS se basan en el instrumento SIR-C de la NASA. Están disponibles en las siguientes versiones de la NASA:

• La versión 1 (2003–2004) es casi la versión original de los datos. ^{[ 11 ]}
• La versión 2.1 (~2005) es una versión editada de la v1. Se han eliminado los artefactos, pero aún quedan grandes huecos por rellenar. Hay datos de 1 segundo de arco (1″) sobre los EE. UU. ^{[ 6 ]}
• La versión 3 (2013), también conocida como SRTM Plus, está rellena de huecos. Incluye datos globales de 3″ y datos de 1″ de EE. UU. ^{[ 12 ]} Fue publicada por NASA LP DAAC en noviembre de 2013. ^{[ 13 ]} Los huecos se rellenaron principalmente a partir de ASTER GDEM2 y, secundariamente, a partir de USGS GMTED2010, o el Conjunto Nacional de Datos de Elevación (NED) del USGS para los Estados Unidos (excepto Alaska) y el extremo norte de México, según el anuncio.
  • SRTM-GL1 (2014), lanzamiento global de 1 segundo de arco (30 metros) que comparte la marca "versión 3". ^{[ 14 ] [ 7 ]}

La terminología relativa a versiones y resoluciones puede resultar confusa. «SRTM1» y «SRTM3» se refieren a las resoluciones en 1 y 3 segundos de arco, respectivamente, no a las versiones del formato. Por otro lado, «SRTM4.1» se refiere a una versión específica completada por CGIAR-CSI. Se recomienda añadir una «v» delante del número de versión para evitar ambigüedades.

La Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial es responsable de la mayor parte del trabajo de limpieza de datos que se observa en la versión 2.1. Mantiene su propia versión de alta resolución y varias versiones no divulgadas con datos de fuentes adicionales. Una de estas versiones no divulgadas se utilizó para rellenar los huecos en ASTER GDEM2, que a su vez se utilizó para rellenar los huecos en SRTM versión 3. ^{[ 7 ]}

SRTM-GL1 es un modelo digital de elevación con relleno de huecos y una resolución de 1 segundo de arco (30 metros), o bien una versión de alta resolución de "SRTM versión 3". Fue publicado en 2014. Está disponible en el sitio web del Servicio Geológico de los Estados Unidos ^{[ 15 ] y en el catálogo de datos de la NASA [ 14 ]} .

El Gobierno de Estados Unidos anunció el 23 de septiembre de 2014, durante una Cumbre del Clima de las Naciones Unidas, que se publicarían los datos topográficos globales de mayor resolución posible derivados de la misión SRTM. ^{[ 16 ]} Antes de finalizar ese mismo año, se publicó un modelo digital de elevación global de 1 segundo de arco (30 metros). La mayor parte del mundo ha sido cubierta por este conjunto de datos, que abarca desde los 54°S hasta los 60°N de latitud, excepto la zona de Oriente Medio y el norte de África. ^{[ 15 ]} La cobertura faltante de Oriente Medio se completó en agosto de 2015. ^{[ 17 ]}

Jonathan de Ferranti publicó una breve reseña del nuevo producto de datos SRTM-GL1 en 2015. La resolución efectiva es de aproximadamente 50 metros, en comparación con los 100 metros de las versiones 1 y 2 de ASTER GDEM. Persisten zonas sin cubrir alrededor del Monte Everest y el Matterhorn suizo-italiano. Se observan algunos detalles artificiales (protuberancias y depresiones), pero con una amplitud menor que en ASTER GDEM. ^{[ 18 ]}

Grupos de científicos han trabajado en algoritmos para rellenar los huecos de los datos SRTM originales (v2.1). Tres conjuntos de datos ofrecen cobertura global con datos SRTM rellenados a resolución completa (3 segundos de arco):

• La versión 4 del CGIAR-CSI proporciona cobertura global mediante interpolación. La versión más reciente es la 4.1 de 2007. La resolución es de 3″ o 90 m. Las fuentes de datos incluyen SRTM versión 2 (3″) y varios DEM auxiliares de resolución comparable. ^{[ 19 ]}
• El conjunto de datos HydroSHEDS de USGS de 3" (90 m) se generó para aplicaciones hidrológicas y es adecuado para obtener información consistente sobre drenaje y flujo de agua. Se proporcionan referencias sobre los algoritmos utilizados y la evaluación de calidad. ^{[ 20 ]} HydroSHEDS se ha convertido en un sitio web independiente con muchos productos derivados. ^{[ 21 ]} A diciembre de 2025, se está trabajando en una versión HydroSHEDS v2 de 12 m basada en datos TanDEM-X .
• Los datos SRTM con huecos rellenos de Viewfinder Panoramas de Jonathan de Ferranti ^{[ 22 ]} son ​​de alta calidad a resolución SRTM completa. Los datos se rellenan utilizando mapas topográficos locales y fotografías. El sitio web OpenTopoMap utiliza este relleno. Resolución de 3″ y 15″ a nivel mundial, con resolución de 1″ para: EE. UU., Canadá, Europa, Antártida, Nueva Zelanda, Groenlandia, Escandinavia (última actualización 2022). ^{[ 23 ]} Los futuros datos de 1″ se basarán principalmente en SRTM-GL1. ^{[ 18 ]}

Debido al funcionamiento del radar, los datos SRTM están contaminados por elementos que no son terreno, como árboles y edificios.

Geoscience Australia released a derived 1″ dataset with trees and other vegetation features removed covering Australia in November 2011 under the CC-BY 4.0 license. There are three versions: one deriving from direct removal of vegetation using vegetation maps, one derived from smoothing of the former, and one derived by hydrological enforcement (i.e. adjusting the elevation to match known water flow paths) of the smoothed version.^[24]

In early June 2011, there were 750,000 confirmed users of SRTM topography dataset. Users in 221 countries have accessed the site.^[25]

The SRTM also carries the X-SAR instrument operated by the German Aerospace Center (DLR) and Italian Space Agency (ASI). The resulting dataset is usually called SRTM/X-SAR, or SRTMX for short. The grid resolution is high at 25 meters, but it has many gaps due to the narrower instrument aperture (only capturing 50 km wide areas). The data was made public in May 2011.^[26][27] A visualization of SRTM/X-SAR coverage is available from the EOC Geoservice of the Earth Observation Center (EOC) of the German Aerospace Center (DLR), which also offers downloads.^[4]

• Synthetic aperture radar
• Interferometric Synthetic Aperture Radar
• Digital elevation model
• National Geospatial-Intelligence Agency
• Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer
• SRTM Water Body Data
• WorldDEM private data with higher resolution, from newer satellite TerraSAR-X-TanDEM-X

• Nikolakopoulos, KG; Kamaratakis, E. K; Chrysoulakis, N. (10 de noviembre de 2006). "Productos de elevación SRTM vs ASTER. Comparación para dos regiones en Creta, Grecia" (PDF) . International Journal of Remote Sensing . 27 (21): 4819. Bibcode : 2006IJRS...27.4819N . doi : 10.1080/01431160600835853 . ISSN  0143-1161 . S2CID  1939968. Archivado del original (PDF) el 21 de julio de 2011. Recuperado el 10 de marzo de 2010 .
• Hirt, C.; Filmer, MS; Featherstone, WE (2010). "Comparación y validación de los recientes modelos digitales de elevación ASTER-GDEM ver1, SRTM ver4.1 y GEODATA DEM-9S ver3, disponibles gratuitamente, sobre Australia" . Australian Journal of Earth Sciences . 57 (3): 337– 347. Bibcode : 2010AuJES..57..337H . doi : 10.1080/08120091003677553 . hdl : 20.500.11937/43846 . S2CID  140651372. Recuperado el 5 de mayo de 2012 .
• Rexer, M.; Hirt, C. (2014). "Comparación de conjuntos de datos de elevación digital de alta resolución gratuitos (ASTER GDEM2, SRTM v2.1/v4.1) y validación con alturas precisas de la base de datos de gravedad nacional australiana" (PDF) . Australian Journal of Earth Sciences . 61 (2): 213– 226. Bibcode : 2014AuJES..61..213R . doi : 10.1080/08120099.2014.884983 . hdl : 20.500.11937/38264 . S2CID  3783826. Archivado del original (PDF) el 7 de junio de 2016. Recuperado el 24 de abril de 2014 .
• Hennig, T., Kretsch, J., Salamonowicz, P., Pessagno, C. y Stein, W., La misión de topografía por radar del transbordador, Actas del Primer Simposio Internacional sobre Movimiento Digital de Tierras 2001, Springer Verlag, Londres, Reino Unido.

• Li, P.; Li, Z.; Muller, J.-P.; Shi, C.; Liu, J. (noviembre de 2016). "Una nueva validación de calidad de los modelos digitales de elevación globales disponibles gratuitamente en China". Survey Review . 48 (351): 409– 420. Bibcode : 2016SurRv..48..409L . doi : 10.1179/1752270615Y.0000000039 . S2CID  129792781 .

• Sitio web oficial del SRTM de la NASA (SRTM V1 y V2)
• Productos MEaSUREs de la NASA (SRTM V3 y más)
• Servidor de la NASA con mosaicos de datos SRTM : consulte la documentación adjunta.

Datos derivados

• Datos digitales de elevación de Geoscience Australia : datos derivados con resolución de segundos de arco que cubren Australia.
• Datos SRTM incompletos en CGIAR-CSI. Archivados el 7 de febrero de 2013 en Wayback Machine.
• USGS HydroSHEDS : Modelo digital de elevación (MDE) basado en SRTM de resolución completa para aplicaciones hidrológicas.
• Panoramas del visor : datos SRTM no oficiales con los huecos corregidos mediante mapas topográficos.

Software

• Software que puede leer y procesar datos SRTM: 3dem , GRASS GIS , SAGA GIS , MapWindow GIS , DG Terrain Viewer/Void Killer , Virtual Terrain Project