MDT 30m para Portugal

Update: adicionei um comentário (1/6/2010) sobre a qualidade deste MDT, avaliada pelo Prof. José Alberto Gonçalves.

Em Junho do ano passado (2009), falei neste artigo sobre o modelo digital do terreno global disponibilizado online e gratuitamente pelos EUA e Japão. Na altura terminei o texto com a esperança de que algum voluntário se oferecesse para obter os dados para Portugal, os processar e disponibilizar à comunidade. Hoje, conheço apenas a iniciativa da ESRI Portugal, que fez estes passos e disponibilizou o MDT aos seus utilizadores através do ArcGIS Online, permitindo o download dos dados já processados ou a sua utilização no ArcGIS de forma remota. O acesso remoto inclui até acesso via WMS, permitindo assim o acesso por utilizadores de outro software (não-ESRI). O endereço WMS pode ser consultado na lista de servidores nacionais WMS do grupo OSGeo-PT. Basta fazer copy/paste para um programa como o QGIS ou o gvSIG para utilizar este MDT. Mais informação sobre o serviço e todas as formas de lhe aceder pode ser consultada no ArcGIS Online.

Mas para os utilizadores que preferem fazer o download dos dados, a solução da ESRI não é tão universal, já que o formato dos dados permite apenas a sua utilização em ArcGIS – isto porque o mdt é disponibilizado numa File Geodatabase.

Assim, pensei em fazer esse pequeno trabalho, e peguei no mdt que tinha tratado na altura, e coloquei-o online. Os passos que fiz foram estes:

  • converti o mdt para o formato mais universal possível – GeoTIFF;
  • reprojectei os dados para o sistema de coordenadas também mais usado – Hayford-Gauss Datum 73;
  • comprimi o resultado num arquivo 7zip;
  • coloquei numa partilha pública no SkyDrive (serviço da Microsoft que oferece 25GB gratuitos).

Pode assim obter o mdt de 30m para Portugal acedendo a esta página e clicando na opção “Transferir”.

Algumas Notas

A reprojecção foi aplicada aos dados originais usando os parâmetros do IGP para a transformação Bursa-Wolf de WGS84 para DT73.

O ficheiro GeoTIFF foi criado usando o GDAL, e foi criado sem compressão (343MB), para depois conseguir atingir uma compressão elevada usando o 7zip. Só assim consegui um arquivo com menos de 50MB, o máximo permitido pelo SkyDrive para um só ficheiro.

Para descomprimir o arquivo 7z é preciso usar o programa 7zip que podemos obter no site www.7zip.org. Update: é necessário o 7zip 91.0 Beta para descomprimir!

O valor que representa ausência de dados no GeoTIFF é 32767. Pode ser confirmado usando o seguinte comando do GDAL:
gdalinfo –nogcp –nomd –norat –noct mdt_aster_pt_D73_GeoTIFF.tif
Depois de obter o GeoTIFF de 343MB, podemos convertê-lo para um GeoTIFF comprimido de 54MB, o que permite poupar algum espaço em disco. O comando para esta conversão é o seguinte:
gdal_translate -of GTIFF -co COMPRESS=LZW -co PREDICTOR=2 -co TFW=YES mdt_aster_pt_D73.tif mdt_aster_pt_D73_lzw.tif

Licença ASTER

A licença destes dados pode ser consultada aqui:
Open Access. Data from ASTER GDEM
https://lpdaac.usgs.gov/lpdaac/about/news_archive/wednesday_october_07_2009

Uma vez que os dados foram reprojectados, podem ser distribuídos.

Mais informação sobre o MDT ASTER:
http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/

Utilizar no QGIS

Ao usar este mdt no QGIS, foi apenas necessário ajustar as propriedades da simbologia:

  • Load min/Max values  from band: usar a opção Estimate, e clicar no botão Load;
  • Contrast enhancement: Current com opção Stretch to MinMax.

Também é essencial criar pirâmides para que a visualização seja rápida e eficaz, dado o tamanho do ficheiro (isto pode ser feito acedendo às propriedades do tema no QGIS 1.4.0).

O aspecto visual depois de aplicadas estas opções foi o seguinte:

image

Nota: a memória ocupada pelo QGIS sobe até 500-800MB ao abrir o ficheiro, para depois estabilizar em valores mais razoáveis de 50-90MB.

Com a resolução de 30m, o QGIS indica a escala 1:140.000 como sendo a “best scale”, mas parece-me perfeitamente aceitável até à escala 1:50.000.

Para usar como carta hipsométrica, podemos ainda criar uma rampa de cores no QGIS. Recriei a rampa de elevação do GRASS, com os seguintes passos:

  • nas propriedades do tema, na simbologia, seleccionar a opção “Colormap”;
  • na categoria “Colormap”, escolher 6 entradas e clicar em Classify;
  • na opção “Color interpolation” escolher a opçãoo “Linear”;
  • inserir as cores da rampa do GRASS em cada classe;
  • clicar em OK e ver os resultados.

Adaptei um pouco as cores ao meu gosto, e também os intervalos de altitude definidos pelo QGIS (apenas oferece o método de intervalos iguais, o que não é o mais apropriado para este fim). O resultado final foi este:

image

image

Nota Final

O facto de ter o MDT como ficheiro local permite operações que o acesso via WMS não suporta, como análises topográficas, alteração da simbologia, extracção de áreas de interesse, etc.

O QGIS mais uma vez revela-se como uma ferramenta que impressiona pela abrangência da sua funcionalidade. Notamos ainda alguns pontos a melhorar (como a ausência de rampas de cores para ficheiros raster), mas conseguimos já suprir essas ausências com trabalho manual e um pouco de imaginação. Excelente.

Aliás, vários comandos GDAL que usei podem agora ser realizados com o QGIS graças ao novo plugin GDAL Tools, desenvolvido pela Faunalia. Começo a ter aquele sentimento familiar de ser um dinossauro…

Para terminar, se alguém detectar problemas com este ficheiro, por favor informe-me, por email ou deixando aqui um comentário.

Até à próxima…

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21 pensamentos em “MDT 30m para Portugal

  1. Obrigado por partilhar.
    De facto, só agora soube deste DTM! Já tinha ouvido falar dele mas nunca o tinha encontrado, é o que dá viver isolado da comunidade sig nacional.
    Vou descarregar a versão Datum73 do link e, já agora, como descarrego a versão disponibilizada pela ESRI Portugal? Só encontro os endereços WMS.
    Mais uma vez, obrigado.

  2. Olá Gonçalo. E benvindo! Andas isolado por onde?

    Para ver os layers disponibilizados pela ESRI-PT no ArcGIS Online:
    http://www.arcgisonline.com/home/search.html?t=content&q=owner:ESRI-PT

    Os itens que forem do tipo “Layer Package” podem ser descarregados. Ao clicar no link “Open in ArcGIS” é descarregado um ficheiro item.pkinfo (é um xml) que ao ser aberto vai descarregar os dados e adicioná-los ao ArcMap. A partir daqui já temos os dados no PC e é só descobrir onde foram guardados (propriedades do layer no ArcMap).

    Um abraço, Duarte.

  3. Olá Duarte, obrigado pela referencia acerca do gdal tools plugin. Achamos de facto que poderá ser uma ferramenta muito útil.

    Uma nota também acerca da falta de color ramps para os rasters no QGIS: é um facto, mas é verdade que não é dificil ultrapassar este problema. É suficiente importar os rasters para um mapset de GRASS (com o plugin de QGIS) e a seguir atribuir (com o modulo r.colors.table) uma das varias ramps disponíveis (que são as que se encontram no link que citaste http://soliton.vm.bytemark.co.uk/pub/cpt-city/grass/index.html). Em alternativa podem-se usar regras de reclassificação para as cores através do modulo r.colors.rule

    Abraços

  4. Goivanni – e que tal um botão para importar um dos vários formatos das rampas do GRASS? Parece-me que li algures uma discussão sobre isto?? Seria muito simpático para os utilizadores… De qq forma, volto a dizer que como está o QGIS já impressiona imenso pela positiva!

  5. Olá Duarte,

    E em termos de qualidade dos dados, já li alguns comentários para outras partes do mundo que referem erros no modelo, o que se compreende dado ser ainda a 1ª versão (os SRTM já vão na 4ª). Alguém já encontrou inconsistências no nosso território?

    Abraço!

  6. Pedro, como uso este mdt como fundo de mapas, e não faço análise, confesso que não fiz comparações… mas realmente, era bom ter alguma noção da qualidade deste ficheiro em particular.

    Duarte

  7. Fui informado que o 7zip reporta que o arquivo tem erros. Por alguma razão é necessária a versão 9.10 Beta do 7zip para descomprimir correctamente o arquivo. A todos as minhas desculpas pelo incómodo. De qualquer forma, basta instalar esta versão para que o arquivo possa ser descomprimido.

    Cumps,
    Duarte

  8. Relativamente à qualidade posicional do modelo,
    e segundo a especificação do produto temos:
    -Exactidão vertical: 20 metros (nível de confiança de 95%)
    -Exactidão horizontal: 30 metros (nível de confiança de 95%)
    Seria interessante avaliar a consistência desses valores para Portugal.

    Luis

  9. Luis, isso seria mto interessante. Talvez comparando com um conjunto de pontos de controle, como os vértices geodésicos. Senão, a diferença com um MDT do IGeoE ou IGP também dava para ter uma ideia aproximada…

    Para a precisão posicional já seria mais difícil??

    Duarte

  10. Viva,
    Utilizar VGs como amostra de controle seria o ideal. Mas só encontrei vértices, nomeadamente no site do IGP, com cotas referentes ao topo do marco e não referentes ao terreno. Se tiver novidades digo qualquer coisa..

    LT

  11. Viva…nunca mais disse nada sobre este assunto (deixei passar completamente). Por acaso não sabes se dá para fazer o download dos ficheiros Aster originais com tipo de dados float32? Ou coisa do género que permita trabalhar com valores reais?
    LT

  12. Luis: pois é. Já não me lembro bem, mas julgo que os dados originais já são inteiros 16bit… Já não tenho os originais. Precisei de espaço, e fiquei só com os mdt’s finais… para validar terás de os obter online.

  13. O Prof. José Alberto Gonçalves fez a gentileza de avaliar muito rapidamente este MDT. Deixo aqui um extracto da sua mensagem na lista LusoGIS (http://br.groups.yahoo.com/group/lusogis/message/12960), que achei muito relevante para este post:

    “Experimentei uns 800 pontos cotados de uma folha de altimetria de escala 1:10K da região de Mafra sobre os MDTs do ASTER (o seu) e do SRTM. Os pontos eram maioritariamente em terrenos agrícolas ou áreas de vegetação rasteira.
    Os EMQ foram de 13.3 m e 5.9 metros, respectivamente. Na verdade, para terreno não muito acidentado a menor resolução do SRTM (3″ contra 1″) não degrada a representação do detalhe do terreno. Estes resultados concordam com os publicados.

    Observa-se que a média dos resíduos no caso do ASTER é de cerca de 10 m, enquanto no caso do SRTM é 0.1 m, ou seja os dados do ASTER apresentam alguma tendência sistemática.
    Há alguns anos atrás extraí MDTs de imagens ASTER, mas com orientação das imagens com pontos de controlo (na extracção do GDEM não foram usados) e os erros eram da ordem dos 10 metros mas sem tendências sistemáticas.

    O matching das imagens ASTER nem sempre funciona muito bem e um problema destes MDTs é que mostram algumas formas de relevo artificiais, que penso que tenham a ver com preenchimento de zonas vazias. A qualidade dos MDTs depende do número e qualidade das imagens usadas. Penso que é possível descarregar alguma informação de qualidade dos MDTs.”

    A diferença do EMQ é brutal… 13,3m do ASTER contra 5,9m do SRTM!!

  14. Uma pequena nota relativamente ao método de descompressão do ficheiro: além do programa 7zip 91.0 Beta acima mencionado, o WinRAR também lê e restaura o conteúdo do .7z sem problemas.

  15. Há outras entidades que fizeram este MDT primeiro que tu, devias ter mais cuidado principalmente com as datas.
    Em relação à utilização do modelo até considero interessante pelo menos a dimensão do píxel tudo indica que sim mas se dizem que o EQM é de 13,3 m para o Aster e de 5,9 m para o SRTM e se fizeram testes para o comprovar melhor ainda. Todavia não podemos esqueçer que é informação gratuita só usa quem quer.
    Abraço
    Pedro Represas
    Eng Informático

  16. bom, eu não pretendi ser o primeiro em nada, apenas pensei em disponibilizar um trabalho que fiz para consumo próprio… a net é tão imensa que é natural alguém já tivesse feito o mesmo…

    quanto à precisão, gostava também que fosse melhor, e acho que é azar o nosso que o aster possa ter uma resolução tão melhor e depois um erro também tão maior que o srtm… coisas da vida.

    Abraço,
    Duarte

  17. Caro Duarte,

    Sou estudante da Escola Superior Agrária de Elvas e estou e desde já agradeço por partilhares toda esta informação. Deduzo que não haja problema de usar o teu MDT mas gosto de pedir autorização:)

    Estou a fazer um trabalho em SIG e necessito de te citar. Podes-me dizer o teu Apelido?

    Muito obrigado,
    Miguel

  18. Olá Miguel. Claro que podes. Os conteúdos do blog são todos licenciados em CC by SA (partilha com atribuição: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/pt/).

    A tua questão fez-me rever a página “Sobre”, onde também podes ver o meu nome… ;) Duarte Carreira.

    Só mais uma questão: tens um mdt mais moderno que é baseado no srtm e melhorado com o aster (por exemplo nos corpos de água e “sombras” que srtm não conseguiu cobrir). É distribuído pela EEA:
    http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/eu-dem#tab-metadata

    Bom trabalho.

  19. Boa tarde,

    Relativamente ao MDT disponibilizado pela EEA existe alguma informação sobre a precisão conseguida com a combinação do ASTER e SRTM?

    Cumprimentos,
    Cláudia Silva

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