Tvorba souvislého mapového díla Evropy pomocí sběru radarových dat

Pokud by kdokoliv v současné době, na počátku třetího tisíciletí, zatoužil po souvislém mapovém díle celé Evropy velkého měřítka, byl by patrně zklamán. Časově i geograficky odděleným způsobem daným historickým vývojem v jednotlivých zemích vznikl na národních úrovních nespočet mapových děl různých měřítek, zobrazení, účelů a přesností, které na sebe vzájemně nenavazují. Dokud byly aktivity vyžadující mapový podklad uzamčeny uvnitř země státní hranicí, nenastával nejmenší problém. Dnes však, v době rozšiřování schengenského prostoru a nekonečného prohlubování příhraniční spolupráce, začíná být jednotné souvislé mapové dílo Evropy čím dál častěji skloňované téma.

Existuje při současných technických možnostech 21. století postup, jak připravit souvislé mapové dílo pro celou Evropu? Odpověď zní: ano. Projekt takového rozsahu byl navíc již zahájen a realizuje se nejen v klasické podobě dvourozměrného mapového díla, ale pamatuje i na třetí souřadnici – výšku.

Projekt NEXTMap® EUROPE

Projekt zahrnující 19 zemí o celkové ploše 2,4 milionu km² se nazývá NEXTMap® EUROPE a slibně jej na evropském kontinentu zahájila kanadská společnost Intermap Technologies. Komplexní sběr dat realizuje pomocí technologie IFSAR. Kromě již zpracovávaných zemí západní Evropy je do projektu zahrnuta i Česká republika, kde pro celé naše území proběhl sběr dat na začátku roku 2008. Projekt je unikátní tím, že v krátkém časovém rozmezí bude postupně zmapována polovina Evropy jedinou technologií s přesně definovanými parametry a s ohledem na rozsah území budou výsledná data nebývale podrobná.

Technologie IFSAR

IFSAR je zkratka pro Interferometric Synthetic Aperture Radar. Touto technologií lze pořizovat ve stejný okamžik digitální model povrchu (DSM) a radarové snímky s vysokým rozlišením (ORI). IFSAR je technologie, která využívá měření relativního fázového posunu mezi dvěma SAR snímky získanými příjmem jednoho vyslaného signálu dvěma přijímači současně. Intenzita signálu odraženého od zemského povrchu je využita k vytvoření radarového snímku, fázový posun je použit k měření vzdálenosti a tvorbě modelu povrchu. Aparatura je zabudována do proudového letounu, který sbírá data při rychlosti letu 600 km/h, což umožňuje pořizovat obrovské objemy dat ve velmi krátkém čase. Další výhodou technologie je její nezávislost na světelných podmínkách a může být použita i při oblačnosti, ve dne i v noci.

Radarové snímky ORI a CORI

Radarové snímky ORI (Orthorectified Radar Images) jsou výstupy podobné leteckým snímkům. Jsou to šedotónové snímky zemského povrchu, které jsou diferenciálně překresleny. Při porovnání s klasickými leteckými snímky jsou některé objekty výraznější, například vodní plochy. Tím, že radar vysílá impulzy šikmo k tížnici, vznikají ve snímcích stíny, které vytvářejí dojem plastičnosti, a některé objekty jsou snáze interpretovatelné.

Pro snazší interpretaci radarových snímků jsou jako odvozený produkt vytvářeny obarvené radarové snímky CORI (Colour Orthorectified Radar Images). Ty vznikají postupem označovaným jako pansharpening nebo resolution merge. Standardně se k obarvení používá barevná informace ze snímků LANDSAT.

Radarové snímky ORI i CORI mají v produktu NEXTMap® rozlišení 1,25 m/pixel a střední polohovou chybu 2 metry.

Digitální model povrchu a digitální model terénu

Digitální model povrchu (DSM) reprezentuje absolutní výšku objektu, od kterého se zaznamenal první odraz radarového paprsku. DSM obsahuje všechny objekty na terénu, které jsou dostatečně veliké na to, aby byly registrovány. Radar pracuje s vlnovou délkou přibližně 3 cm, která neprochází vegetací. V produktu NEXTMap® má model povrchu rozlišení (grid) 5 m/pixel a střední výškovou chybu 1 metr (uvedená střední výšková chyba platí pro otevřený terén do sklonu 10°).

Digitální model terénu (DTM) je odvozeným produktem. Speciální technologií vyvinutou firmou Intermap pro tento účel se nejprve model povrchu klasifikuje s pomocí radarových snímků, objekty na terénu jsou následně odstraněny a terén je buď dogenerován, nebo u rozsáhlých ploch vložen z jiných zdrojů. Rozlišení a přesnost je stejná jako u DSM.