Determining the heights and horizontal positions of TATRA mountain peaks using GNSS measurements, mapping services, and LIDAR data

Přesné výšky a horizontální polohy horských vrcholů a průsmyků jsou nezbytné pro cestovní ruch, vědecké studie a veřejné použití, avšak dostupné informace založené na mapách často postrádají dokumentovanou přesnost a dostatečnou vertikální přesnost. Tato studie poskytuje přesná měření globálního navigačního satelitního systému (GNSS) 140 vrcholů a průsmyků v Tatrách a používá je k ověření výšek a horizontálních poloh odvozených z polských (PL) a slovenských (SK) LiDAR dat, geografického registru (PRNG), OpenStreetMap (OSM), OpenTopoMap (OTM) a Google Maps (GM). Rovněž je posouzena proveditelnost stanovení výšek vrcholů a průsmyků pouze na základě dálkově získaných dat (LiDAR s mapovacími zdroji) pro případy, kdy mohou být jiná data nedostupná. Ověření na základě GNSS odhaluje systematické rozdíly mezi datovými sadami LiDAR. PL LiDAR vykazuje malé kladné výškové zkreslení s průměrnými rozdíly 0,10, 0,30 a 0,01 m pro nejbližší, nejvyšší a střední bodové přístupy a vysokou disperzí s RMS 0,36–0,63 m. Naopak SK LiDAR vykazuje konzistentní záporné odchylky (−0,15, −0,06 a −0,27 m) s nižší variabilitou (RMS 0,20–0,40 m). Horizontální rozdíly jsou charakterizovány odchylkami ~0,26 a ~2 m pro PRNG a OSM/OTM, zatímco GM vykazuje nejhorší výsledky. Když se data LiDAR kombinují s vysoce kvalitními horizontálními polohami (PRNG nebo OSM), lze odvodit spolehlivé výšky vrcholů a průchodů bez dat GNSS. Přístup nejbližšího bodu poskytuje průměrné výškové rozdíly −0,09 až −0,25 m (směrodatná odchylka 0,35–0,59 m), zatímco přístup nejvyššího bodu poskytuje kladné odchylky (0,06–0,43 m) a vysokou variabilitu. Výšky vrcholů a průsmyků lze odhadnout se směrodatnou odchylkou nižší než 0,5, resp. 0,3 m. Dosažená konzistence na úrovni decimetrů přesahuje typickou přesnost výšek založenou na mapách, což dokazuje vhodnost tohoto přístupu v horských oblastech pokrytých LiDARem.