SRTM-Toy

Einleitung
Raumfahrt hat mich schon immer fasziniert. Eine Facette der Raumfahrt ist die Erdbeobachtung aus dem Weltraum heraus. Ein Meilenstein der 'Erderforschung' war die Spaceshuttle Mission STS-99. Das Spaceshuttle Endeavour, welches am 11. Februar 2000 startete und für 11 Tage im Orbit blieb trug als wissenschaftliche Nutzlast ein spezielles Radar, mit dem das Erdprofil genau vermessen wurde.

Das Shuttle überflog während seiner Mission alle Erdbereiche zwischen 56° südlicher Breite und 60° nördlicher Breite, und kartografierte dabei während 222,4 Arbeitsstunden 99,96% der überflogenen Landmassen. 94,59% wurden mehrfach vermessen. Die daraus ermittelten Daten sind ein Höhenprofil des Festlandes der Erde mit eine Höhenauflösung von 1 Meter, und einer Längen- und Breitenauflösung von 3 Bogensekunden, was in etwa 90 Metern entspricht. Diese Daten wurden über das Internet für jeden zugänglich gemacht! Die im Internet verfügbaren Daten für das USA-Territorium haben sogar eine Auflösung von nur 1 Bogensekunde (30 Meter).

Ein Nachteil der Radardaten im Vergleich zu Satellitenfotos ist ihre Farblosigkeit, ihr großer Vorteil ist aber ihre Dreidimensionalität, die ganz neue Einblicke eröffnet.
Ich habe mir ein kleines Programm geschrieben, das die Radardaten in 2- und 3-dimensionale Bilder umwandelt.

Die Daten-Files
Die Daten liegen auf einem Server (http://dds.cr.usgs.gov/srtm/), und sind in einige tausend Files aufgeteilt worden. Jedes File enthält die Daten für 1 Quadratgrad der Erdoberfläche - das sind am Äquator 108 km x 108 km. In Deutschland ist ein Quadratgrad 108 km hoch, aber nur noch ca. 70 km breit. Der Dateinahme enthält die Koordinaten der unteren linken Ecke des dargestellten Territorium. Der Filetype ist .HGT. Das File N52E013.HGT beschreibt das Territorium von 52° nördlicher Breite 13° östlicher Länge bis 53° nördlicher Breite 14° östlicher Länge. Jedes File enthält die Höheninformationen für jeweils 1442401 Messpunkte (1201 Zeilen und 1201 Spalten) in einer Höhenauflösung von 1 Meter.

Die Adresse des FTP-Servers, unter der die Daten heruntergeladen werden können, änderte sich im laufe der Zeit mehrfach. Zur Zeit gibt es zwei Versionen der Daten.
Mit der Version1 (eine Art erster Rohfassung) habe ich bisher gearbeitet. Sie liegen unter:
http://dds.cr.usgs.gov/srtm/version1/
Die Version2 sind überarbeitete Daten, in denen "Datenlöcher" weitestgehend entfernt wurden. Vor allem wurden die SRTM-Daten mit den realen Küstenlinien abgeglichen. Dadurch sind die Landmassen nun vom Wasser sauber zu unterscheiden. Ich empfehle deshalb die Nutzung der Version2. Diese verbesserte Datenversion liegt unter:
http://dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/SRTM3/

Die Files liegen in Unterordnern nach Kontinenten sortiert.

Da so ein File fast 3 MByte groß ist, liegt es im ZIP-Format unter Namen wie z.B. N52E013.HGT.ZIP auf dem FTP-Server, was seine Größe in etwa halbiert.
Alle Daten zusammen sind einige 10 GByte groß, man kann sich also nur gezielt die Daten herunterladen, die einen wirklich interessieren. (Die Telekom schafft es nicht, mir mehr als 384 kBit/s zu liefern.) Meine Software kann nur mit Files arbeiten, die schon auf den lokalen Computer heruntergeladen sind, ich habe keine FTP-Funktion eingebaut. Die Files müssen im ZIP-Format bleiben, und dürfen nicht entpackt werden.

Kartenauswahl
 

Aus oben genannten Gründen ist die Verwaltung der heruntergeladenen HGT.ZIP-Files und die Navigation zwischen diesen Files ein wesentlicher Bestandteil meines Programms.  Ich habe die Welt in 48 'Rechtecke' von jeweils 30°x30° Größe aufgeteilt. Durch Klicken in die obere linke Grafik (Weltkarte) wählt man einen Abschnitt aus. Dieser wird dann vereinfacht im linken unteren Fenster dargestellt. Alle Bereiche, für die Files auf dem PC vorhanden sind, werden grün markiert. Im Beispiel sieht man Mitteleuropa.(Rote Markierungen kennzeichnen Vulkane.)  Während man mit der Maus über diese Grafik fährt, rollt in der rechten Grafik eine farbige Karte, die den Weltausschniutt darstellt, der sich gerade 'unter der Maus' befindet. (Im Beispiel sieht man Norditalien.)  Durch Klicken auf ein grünes Symbol in der Grafik, wird die zugehörige Karte entpackt und geladen.  Die 2D-Darstellung wird aktiviert.

2D-Darstellung
 

Das wäre eine einfache Darstellung der Daten eines Files - hier entspricht die Helligkeit eines Punktes seiner Höhe.  Blaue Bereiche sind fehlende Daten im File. Sie entstanden durch Abschattung (vor allem im Gebirge) oder durch Wasser, das die Radarwellen wegreflektierte.  Die hier dargestellt Karte zeigt einen Bereich ca. 100 km westlich von Tokyo. Unten rechts sieht man als hellen Punkt den Fujiyama.  Ich habe im Programm die Daten einiger dutzend Städte und von ca. 1500 Vulkanen hinterlegt, deren Position automatisch eingeblendet werden kann. Der Fuji ist markiert.

Ich habe unterschiedliche 2D-Darstellungsarten vorgesehen. Diese pseudo-Schatten-Falschfarbdarstellung schmeichelt den menschlichen Gewohnheiten am meisten, und ist deshalb die Standardeinstellung.  In der 2D-Darstellung lassen sich einzelne Bereiche auswählen und vergrößern.    Ab der Version 1.3 können Landesgrenzen in die 2-D-Darstellung eingeblendet werden. Die dafür nötigen Landeskarten können unter http://www.maproom.psu.edu/dcw/ heruntergeladen werden.

3D-Darstellung
 

	Wenn man schon mal Höhendaten hat, kann man sie auch für eine 3D-Darstellung benutzen. Hier sehen wir den Fuji am frühen Vormittag. Wir schauen aus östlicher Richtung, sind ca. 20 km entfernt und 5 km hoch. Ein wirklich imposanter Berg.
	Außerdem habe ich noch einen 'Wandermodus' eingebaut, in dem man sich frei auf der Erdoberfläche bewegen kann (innerhalb eines Quadratgrads). Hier wandere ich gerade als ein 100 Meter großer Riese durch ein Tal in den Alpen nach Süden in Richtung auf Milano zu.
	Noch ein interessanter Vulkan. Das ist der Mount St.Helen im US-Bundesstaat Washington (46.2°S,122.18°W). Nachdem bei einer gewaltigen Explosion im Juli 1980 über 400 Meter seiner Spitze abgetragen wurden, ist er nur noch 2549 Meter hoch. Deutlich kann man die aufgerissene Norflanke des Vulkans sehen. Die Trümmer des Berges wurden über eine 380 qkm große Zone verteilt.  In der Mitte des alten Kraters wächst inzwischen ein kleiner neuer Vulkankegel.

Software:

• Windows 9x/2k/XP mit installiertem DirectX 8 oder höher

(getestet auf WinXP+DirectX9 & Win2k+DirektX8.1)

• HD: 10 MByte für Programmdateien, 25 MByte für temporäre Dateien, ca. 2 MByte pro HGT-Datensatz (ca. 3 GByte pro Kontinent)
• 3D-Grafikkarte mit 128 MByte Speicher (bei weniger Speicher kann es zu unvollständiger 3D-Darstellung kommen)
• 512 MByte Hauptspeicher (das Programm belegt ca. 270 MByte RAM)
• 2 GHz Prozessor

• SRTM-Toy V1.5 (vom 07.05.2006) (864 kByte)
• SRTM-Toy V1.3 (vom 03.02.2006) (813 kByte)
• SRTM-Toy V1.2 (vom 05.01.2005) (755 kByte)
• Kurzdokumentation (1,4 MByte)

Bekannte Probleme

- bitte melden

History

V1.5 (07.05.2006)
 - das Erscheinen von Städten an falschen Orten wurde beseitigt.

V1.3 (05.02.2006)
 - parallele Nutzung der SRTM-Daten der Version 1 und der Version2
- SRTM-Daten können in beliebigen Unterordnern liegen
- Einblendung von Landesgrenzen ist möglich

V1.2 (05.01.2005)
 - Koordinatenanzeige im Hiking Mode.

V1.0 (17.06.2004)
- Urversion.