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近岸地形和水深数据处理

已有 8025 次阅读 2013-10-11 09:45 |个人分类:地震海啸|系统分类:科研笔记| 地形, 水深, 地震海啸, 基准面

注:题目写的有些大了,实在想不出更准确的名字了。


   之前写了一篇地震海啸数值模拟的论文,涉及到近岸地形和水深数据的处理问题。

首先地形和水深数据的参考基准面不同(datum),之后是需要对数据进行等间隔网格化。

按照一位老师的建议,把主要的步骤记下来,怕将来忘记,其实时隔近2个月了,有些

地方还真忘了。

   参考了一些地震海啸数值模拟的文章,发现一般都是使用ETOPO2数据库,猜测可能是因为

这个数据库既有地形也有水深数据,海啸源多为远洋地震,外海区域水深值较大,模拟结

果不敏感,而且输出结果也是以10米或更深等深线处的海啸波高为主,对近岸地形和水深数据

要求不高。

   我的论文中考虑的是局部地震海啸,震源离岸较近,而且希望能输出更近处的海啸波变化

情况,因此需要使用近岸地形和水深数据。

   整体思路是沿海陆地高程使用GTOPO30和SRTM作为原始数据,近岸水深数据使用电子海图

作为原始数据。GTOPO30和SRTM的参考椭球均为WGS84,竖直向基准面分别为为MSL(mean sea level

平均海平面)和EGM96,二者在我国沿海地区数据网格大小分别为30弧秒和3弧秒上,述数据库的

其它内容可参考USGS网站(最近这两天可能不行,US政府关门了),链接如下:

GTOPO30:http://www.agiweb.org/pubs/globalgis/GTOPO30/GTOPO30.html

SRTM:http://srtm.usgs.gov/

   电子海图的参考椭球也是WGS84,竖直向基准面为局部海域验潮站的基准,通常为当地的略

低于最低低潮面(Mean Lower Low Water)。因此地形和水深数据的水平参考面是相同的,只需要

考虑竖直向基准面的差异。

   首先根据海图的范围,从GTOPO30或SRTM数据库中下载相应的部分,使用GMT程序转换为xyz文件。

例如:对于GTOPO30

grdraster  33 %range%   -I2m  -G%temp1%

grd2xyz %temp1%   %range%>%temp2%

对于SRTM

xyz2grd %hgt%  -G%temp2% -I3c  %hgtrange%   -N%depth%   -ZTLhw

grdcut %temp2%  %range% -V -G%temp20%

grd2xyz  %temp20%  %range%  >%temp200%


在使用gawk程序对原始数据进行竖直向校正后,将地形和水深数据写在同一个

文件中,其中%temp3%为地形数据文件名,%txt%为水深数据文件名

gawk  "NR==FNR        {print  $1,  $2,  $3} ;  NR>FNR { print  $1,  $2,  $3}  "  

%temp3%    %txt%>%temp4%


在分别按照原始数据的网格大小,使用GMT程序的

blockmedian和surface命令网格化,再用grd2xyz转换为xyz文件。

对GTOPO30

blockmedian %temp4%  -I30c  %range% >%temp5%

surface %temp5%   -G%grd%    -I30c  %range%

grd2xyz %grd%  %range% >%xyz%


对SRTM

blockmedian %xyz%  -I3c %range% >%temp4%

surface %temp4% -I3c %range%  -G%grd%

grd2xyz %grd%  %range% >%xyz%


最后,画等值线图,观察结果是否有明显的错误。


整个处理过程参考了台湾大学和胡植庆教授的讲义,链接如下:

http://www.gl.ntu.edu.tw/geodesy/index.php?option=com_content&task=view&id=30&Itemid=49

关于各种竖向基准面的定义和相互关系,可以参考下述链接:

http://tidesandcurrents.noaa.gov/datum_options.html



https://blog.sciencenet.cn/blog-873750-731947.html

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