Near Zone Contribution in the Gravimetric Terrain Correction Computations


Creative Commons License

Olgun S. , Üstün A.

Harita Dergisi, no.165, pp.17-27, 2021 (Other Refereed National Journals)

  • Publication Type: Article / Article
  • Publication Date: 2021
  • Title of Journal : Harita Dergisi
  • Page Numbers: pp.17-27

Abstract

The recent studies on the gravity field modeling suggest the importance of reliable knowledge about the effects of topographic masses. Local density and geometry of the topography are the fundamental components of this effect defined by the Newton integral. High resolution topography has been recovered from satellite radar or airborne lidar techniques for more than a decade. The new data resources have led to the computation of high accuracy terrain corrections, but they unfortunately unveil substantial necessities for the computer algorithms that process exponentially growing topographic data. The major contribution on terrain correction around a computation point comes from the masses in the near zone. As the DEM resolution decreases, the computed numerical values of the gravitational effect diminish. Therefore, the correction values become lower than expected especially in regions where the topography is considerably irregular and rough. In this study, cylindirical template method having smaller mass elements has been used for the terrain correction calculation with 1 arc-second resolution Digital Elevation Model (DEM) to analyze the effect of DEM resolution. A numerical test is performed at 21901 grid points in the Konya Closed Basin.The grid resolution in the near zone is upscaled to 0.5'' by interpolation to avoid any gaps in the cylindirical compartments. Although the adapted method increases the computational burden of terrain correction, the computed values converge better to the actual ones. In case the topography surrounding computation point is segmented under different scenarios it is seen that this is able to change the results from 1.4 to 26.1 mGal over the study region.

Gravite alanının modellenmesi ile ilgili yapılan son çalışmalar, topoğrafik kitlelerin etkisi hakkında güvenilir bilginin önemini ortaya koymaktadır. Yerel yoğunluk ve topoğrafyanın geometrisi, Newton integrali tarafından tanımlanan bu etkinin temel bileşenleridir. Yüksek çözünürlüklü topoğrafya, on yıldan fazla bir süredir uydu radarından veya hava lidar tekniklerinden elde edilmektedir. Yeni veri kaynakları, yüksek doğrulukta topoğrafik düzeltmelerin hesaplanmasını sağlamakta, ancak maalesef katlanarak büyüyen topoğrafik verileri işleyebilmesi için bilgisayar algoritma gerekliliklerini de ortaya çıkarmaktadır. Hesaplama noktası çevresinde, topoğrafik düzeltmeye en büyük katkı yakın bölgedeki kitlelerden kaynaklanırSYM’nin çözünürlüğü azaldıkça, çekim etkisinin hesaplanan sayısal değerleri de azalır. Bu nedenle, özellikle topoğrafyanın oldukça düzensiz ve engebeli olduğu bölgelerde düzeltme değerleri beklenenden daha düşük olmaktadır. Bu çalışmada, DEM çözünürlüğünün etkisini analiz etmek için topoğrafik düzeltmelerin 1'' çözünürlüklü Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) ile hesaplanmasında küçük kitle elemanlarına sahip silindir bölme yöntemi kullanılmıştır. Konya Kapalı Havzasında 21901 grid noktasında sayısal bir test gerçekleştirilmiştir. Kompartmanlarda herhangi bir boşluk olmaması için yakın bölgedeki grid çözünürlüğü, enterpolasyon ile 0.5'' çözünürlüğe yükseltilmiştir. Uyarlanmış yöntem topoğrafik düzeltmenin hesap yükünü artırsa da, hesaplanan değerler gerçek değerlere daha yakın olur. Hesap noktasını kuşatan topoğrafya farklı çözünürlükler altında bölümlendiğinde, bunun çalışma bölgesindeki sonuçları 1.4 il26.1 mGal arasında değiştirebildiği görülmüştür.