最近利用了一點時間並參考前人的分享使用最新DEM地形圖製作Garmin台灣地形圖,再分享前小弟先簡單介紹一下目前網路上可找到的免費地形圖資吧

1.SRTM:全名是Shutter Radar Topograph Mission,是NASA在2000年時奮進號太空梭搭載先進雷達測量全球地形,並將測得的資料經過多年的改進而成,依照取樣精度不同區分為SRTM 1(解析度30m)和SRTM 3(解析度90m),在2003年第一次公開資料時除美國提供SRTM 1外,其餘僅提供SRTM 3的資料,之前pancala大在2007年發表的iTaiwan圖資應該就是利用SRTM 3而製作,到了2015年1月終於發表了包括台灣地區的SRTM 1地形圖資,目前的版本為SRTM v3.0,主要係將原始SRTM資料中不全的地方(空洞處)以Aster GDEM v2來填補,所以現在利用v3.0版製作的地形圖已解決iTaiwan當時所碰到的空洞問題,其他詳細介紹可參考Jing大的分享這裡
2.Aster GDEM:由NASA和日本經濟產業省(METI)共同研究的成果,利用NASA的Terra衛星搭載日本的ASTER光學感測器製作而成地形資料,解析度達到30m,第一版資料於2009年公開,之前LiTwn製作的LiTwnTOPO應該就是利用該版製作,另外在2011年時發表第二版資料,目前Jing大製作的地圖就是使用該版資料製成,其他詳細介紹可參考Jing大的分享這裡
3.AW3D30:由日本JAXA的ALOS衛星,利用先進全色態立體觀測感測器(PRISM)測繪而成,於2015年5月28日開放東亞地區下載(包含台灣),為AW3D的低解析度版本,解析度為30m,而原始資料AW3D係由ALOS衛星的PRISM所拍攝的資料中,其中約300萬筆品質較好的資料製作而成,解析度高達5m,是相當高的品質,本次要分享的地形圖就是依據該版低解析度版本製作而成,其他詳細資料可參考這裡這裡

這次要分享的圖資如下:
檔名:AW3D30_Taiwan
範圍:台灣本島及離島地區10m等高線地圖
下載點:
1.SD版(支援不同檔名的機種直接放入garmin機器即可,不支援的機種則須更名gmapsupp.img後放入,如需保留原有garmin道路圖資則需下載安裝版,在baecamp或mapsource中結合舊有圖資上傳到機器裡)
2.安裝版(解壓縮後執行install.bat後可於basecamp或是mapsource觀看)

接下來就來比較一下AW3D30和現有Garmin等高線地形圖及經建版地圖有甚麼差異吧,為方便比較,我已先將AW3D30結合ROBERT27之前分享的全台山嶽資料、Garmin Taiwan 2015.20及Garmin DEM於basecamp中,結合方式可參考這裡

蘭嶼地區(點擊可放大)
1.AW3D30

2.ASTER GDEM v2(Jing大製作的地圖)

3.Garmin TOPO 2015.10

4.經建三版


翡翠水庫(點擊可放大)
1.AW3D30

2.ASTER GDEM v2

3.Garmin TOPO 2015.10

4.經建三版


經過初步的比較,我認為AW3D30產生的地形圖較現有Garmin地形圖有幾點優勢:
一、怪異地形較少:之前Jing大在製作地圖中有提到ASTER GDEM v2有些地方會產生怪異地形,經初步檢視,AW3D30的版本已經改善了許多,比較如下:
1.ASTER GDEM v2

2.AW3D30

3.Garmin TOPO 2015.10

4.經建三版


二、地理位置較精確:經初步檢視,AW3D30較Garmin其他版本更符合山岳地理座標位置,我想是因為該版原始資料AW3D沒有經過ground control points校正的緣故(當然也是會有落差,但比garmin topo 2015.10好的多),比較如下:

玉山地區(點擊可放大)
1.Garmin TOPO 2015.10

2.AW3D30

3.ASTER GDEM v2

4.經建三版


三、解析度較高:經檢視發現AW3D30對複雜地形掌握度很好,比較如下:

淡大蘭陽校區(點擊可放大)
1.AW3D30

2.經建四版

3.ASTER GDEM v2

4.Garmin TOPO 2015.10


從以上的比較可以發現AW3D30不論是解析度或是地理位置的精確度都有一定的優勢,這可以該版技術資料獲得證實,其中的比較可以看下圖(RMSE為高度精度比),實際精度達到5公尺。


而ASTER GDEM v2實際上的解析度只有70m,個人猜想是透過後續的處理插值到30m,對岸的討論也有提到,Aster v2實際精度為70m同SRTM 1,而SRTM 3則為100m,詳細版本比較可參考這裡

說完了優點,接下來就來說說缺點吧,前面說過,AW3D30係使用ALOS衛星的PRISM測繪而成,該系統本質上就是光學感測器,因此無法穿透雲及樹木等遮蔽物,樹木還有辦法處理,但是雲就沒有辦法了,下圖是AW3D30的原始資料:

白色的部分就是因遮蔽而無資料的部分,尤其是台北地區及花東山區,結果製成的等高線地圖如下:
1.台北地區

2.蘭嶼(下半部)

另外就是AW3D30仍然會有怪異地形問題,如下圖:

各位猜得到這是哪裡嗎?答案在下圖(Garmin TOPO 2015.10):

沒錯就是八通關古道馬西桑山區,所以如果有人真的要用這份圖資去登山的話,去八通關時絕對不要使用

但是就只能這樣了嗎,前面有說過,地形圖資中SRTM是由雷達測量全球地形,所以不會有遮蔽物的問題,並且在v3的版本已經將原本有空洞之處補足,因此我在製圖的最後嘗試將AW3D30的空洞處以最近才開放下載的SRTM 1資料來補足,結果如下:
1.AW3D30

2.AW3D30+SRTM

天啊,傑克真的是太神奇了

再找個地區放大來看,以陽明山區為例:
1.AW3D30

2.AW3D30+SRTM

看起來效果還不錯,不但保留了原本AW3D30的等高線,不足的部分以SRTM填補後也不會太怪異,但是仍然有幾點要注意:

一、接合處產生怪異地形:AW3D30和SRTM不論是解析度或是測量的方式都不一樣,因此有些空洞處填補後仍會產生怪異地形,例如:
蘭嶼地區
1.AW3D30

2.AW3D30+SRTM

空白處填補接合部分產生了怪異地形。

二、怪異地形無法改善:同樣的以八通關古道馬西桑山區為例:
1.AW3D30

2.AW3D30+SRTM

可以看到原本怪異地形還是一樣,沒有改善。

最後提供以SRTM填補後的圖資下載:
檔名:AW3D30_SRTM_Taiwan
範圍:台灣本島部分以AW3D30+SRTM 1製作,離島部分以AW3D30製作10m等高線地圖
下載點:
1.SD版(支援不同檔名的機種直接放入garmin機器即可,不支援的機種則須更名gmapsupp.img後放入,如需保留原有garmin道路圖資則需下載安裝版,在baecamp或mapsource中結合舊有圖資上傳到機器裡)
2.安裝版(解壓縮後執行install.bat後可於basecamp或是mapsource觀看)

以上就是AW3D30簡單的介紹與分享,希望大家會喜歡,有興趣的人就下載來試試看吧