利用随机森林回归算法校正ASTER GDEM高程误差

通过构建 ASTER GDEM(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digi-tal elevation model)高程误差与影响因子间的关系模型,可对其高程精度进行有效校正.选取陕北黄土高原境内长武、宜君、甘泉、...     

对ASTER GDEM数字高程模型的精度评价及修正

针对ASTER GDEM高程精度还未得到充分验证,以江西省莲花县为试验区,使用ICESat-2数据系统分析了ASTER GDEM在坡度、地形起伏度和土地利用类型中的误差分布.结果表明,ASTER GDEM受坡度、地形起伏度影响严重,随坡度、地形起伏度增加,GDEM误差呈上升趋势;对于不同土地利用类型,GDEM误差存在较...     

我国东部地区ASTER GDEM高程精度评价

为了解我国ASTER GDEM数据高程精度,在考虑空间分布的情况下,选取我国东部辽宁、山东、浙江和海南4个地区的平原、丘陵、山地等作为典型研究区,并以1∶5万DEM为假定真值、以1∶25万DEM为参照,通过DEM面误差可视化分析和DEM面误差信息熵模型等方法对ASTER GDEM数据的高程精度做了分析。结果表明:ASTER GDEM数据高程误差在整个地图上分布是否均匀与其高程精度高低无决定关系;在山地和丘陵地形研究区,其数据高程精度要高于SRTM DEM和1∶25万DEM。总体来看,中国东部地区ASTER GDEM数据高程精度整体上要高于SRTM DEM和1∶25万DEM,但低于1∶10万DEM。     

ASTER GDEM与SRTM3高程差异影响因素分析

作为最新发布的全球地形数据,ASTER GDEM比目前常用的SRTM3数据有着更高的分辨率和更广的覆盖范围,对于相关地学分析具有重要意义。本文以华中地区为研究区域,对ASTER GDEM与SRTM3数据进行了比较,重点分析了坡度、坡向、地形起伏度、土地利用类型、植被覆盖度、生成ASTER GDEM栅格点高程数据所用的ASTER DEM影像数等因素对2种DEM数据高程差异的影响。结果表明,在研究区域内,ASTER GDEM高程比SRTM3高程平均低5.42 m,两种DEM数据高程差异的RMS值为16.90 m;ASTER GDEM与SRTM3之间的高程差异随着坡度、地形起伏度、植被覆盖度的增大而增大,而ASTER DEM影像数越大,高程差异越小;坡向、土地利用类型对高程差异也有影响。     

基于ASTER立体像对提取数字高程模型的试验研究

ASTER是一种新型高分辨率多光谱传感器,其在可见光波段的准实时立体像对获取模式可以用于地面数字高程模型的提取.介绍ASTER立体像对提取DEM的基本原理和数据处理流程,并利用ASTER立体影像进行南极内陆冰盖DEM提取的试验,取得较好的结果,为今后ASTER数据在此方面的应用提供示范.     

利用TanDEM-X影像和ICESat-2高程数据获取南极高精度数字高程模型

高精度DEM是南极科学研究的基础地理信息数据之一。德国空间局发布的TanDEM-X双站干涉影像对不仅分辨率高、覆盖范围大,而且具有零时间基线,不受时间去相关、大气变化及地面目标形变的影响。本文基于TanDEM-X双站干涉影像对和迭代差分InSAR技术获取南极高分辨率DEM;然后利用南极ICESat-2高程数据和最小二乘平差方法改正DEM产品的系统性偏移误差,提高DEM产品的绝对精度。真实数据试验结果表明,本文方法可获取分辨率优于5 m、绝对精度优于2 m的南极DEM。     

南极冰盖DEM机载测高验证与分析——以西南极Thwaites冰川为例

利用冰桥计划(IceBridge)在西南极Thwaites冰川的机载激光测高数据,对ICESat卫星测高数据和目前国际常用的4种南极DEM,包括Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2DEM和JLB97DEM的精度进行了验证和分析。结果表明,ICESat卫星测高数据和ICESat DEM有着较高的高程可靠性,其与冰桥计划机载测高数据的平均高程差小于5m,标准差小于15m。Bamber 1km DEM高程可靠性相比ICESat卫星测高数据和ICESat DEM低一些。JLB97DEM、RAMPv2DEM与冰桥计划机载测高数据之间的标准差超过30m,尤其在坡度较大的区域,高程可靠性低。     

基于CryoSat-2测高数据的南极局部地区DEM的建立与精度评定

南极数字高程模型(DEM)是南极冰盖变化研究的基础数据,在我国南极重点考察地区Dome A及中山站至Dome A考察断面,利用新一代测高卫星CryoSat-2,对常用的几种插值方法如反距离加权、克里金、径向基函数、局部多项式和最近邻点插值方法的插值精度进行交叉比较,结果显示克里金插值方法的精度最高。利用中国第21次南极科学考察队采集的GPS数据,对克里金插值方法生成的两个区域的DEM精度进行验证。结果表明,坡度较小的Dome A区域DEM精度较高,平均高差为1.248 m,标准差为0.51 m;坡度较大的中山站至Dome A断面区域DEM精度较低,平均高程差达到3.87 m,标准差为9.358 m。     

利用车载动态PPP技术检核SRTM、ASTER GDEM和AW3D模型的高程精度

SRTM、ASTER GDEM和AW3D是比较有代表性的全球数字高程模型。本文探讨了采用车载动态PPP技术对上述3类模型的区域高程精度进行检核,首先沿广州至肇庆公路进行连续数据采集,采用动态精密单点定位（PPP）技术解算动态点的WGS-84坐标;然后利用EGM2008重力场模型和仪器高获得动态点的正常高;最后采用4种不同的插值方法对SRTM、ASTER GDEM和AW3D模型进行高程检验。检核结果显示：不同的插值方法具有较好的一致性,SRTM3 V4.1、ASTER GDEM V2、AW3D30的高程标准差分别优于3.4 m、4.1 m和3.3 m,均优于其全球标称高程精度;本文检核方法快速高效,有较好的适用性。     

控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响

冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品的关键,而山地冰川往往伴随着地形复杂,行走困难,野外实地测量难以全面实施等不利因素。本研究中以位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川末端部分为研究区域,设计实施了多种控制点布设方案,使用低空微型无人机飞行3个架次,获取研究区航摄影像。通过对比控制点在不同分布情况及数量情况下,DEM和DOM数据检查点的精度,评价不同控制点布设方案的可行性。对比结果显示,在航飞过程中使用单格网模式即可获取高精度的影像数据;实施地面控制作业时,使用5—7个控制点均匀分布在测量区即可获取较高精度的图像数据;当冰川区不能满足均匀布设控制点时,可沿冰川主流线布设足够数量的控制点,所得图像精度也可以满足冰川学研究要求;若只能在冰川中下部或者中上部布设控制点,则控制点应覆盖冰面起伏较大的区域。     

Characterization of ASTER GDEM elevation data over vegetated area compared with lidar data

Current researches based on areal or spaceborne stereo images with very high resolutions (<1 m) have demonstrated that it is possible to derive vegetation height from stereo images. The second version of the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM) is the state-of-the-art global elevation data-set developed by stereo images. However, the resolution of ASTER stereo images (15 m) is much coarser than areal stereo images, and the ASTER GDEM is compiled products from stereo images acquired over 10 years. The forest disturbances as well as forest growth are inevitable in 10 years time span. In this study, the features of ASTER GDEM over vegetated areas under both flat and mountainous conditions were investigated by comparisons with lidar data. The factors possibly affecting the extraction of vegetation canopy height considered include (1) co-registration of DEMs; (2) spatial resolution of digital elevation models (DEMs); (3) spatial vegetation structure; and (4) terrain slope. The results show that the accurate coregistration between ASTER GDEM and national elevation dataset (NED) is necessary over mountainous areas. The correlation between ASTER GDEM minus NED and vegetation canopy height is improved from 0.328 to 0.43 by degrading resolutions from 1 arc-second to 5 arc-second and further improved to 0.6 if only homogenous vegetated areas were considered.     

利用弹性反馈神经网络融合ASTER GDEM和SRTM1高程数据

由于数据获取与后期处理方式不同,先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型(advanced spaceborne thermalemissionandreflectionradiometerglobaldigitalelevationmodel,ASTERGDEM)和航天飞机雷达地形测绘任务(shuttle radar topography mission,SRTM)数据在高程精度上存在差异,采用弹性反馈（resilient backpropagation,RProp）神经网络算法对二者进行融合处理,实现优势互补以提升高程精度。选取两个黄土丘陵沟壑地貌样区分别用于模型建立与效果验证,1∶10 000高程精度为参考数据,在建模样区应用RProp神经网络算法构建ASTER GDEM高程校正模型、SRTM1高程校正模型、ASTER GDEM与SRTM1高程融合模型,同时应用误差反向传播(back propagation,BP)神经网络建立ASTER GDEM与SRTM1高程融合模型,将这些模型的高程精度优化效果进行对比,并在验证样区检验RProp融合模型的可行性。结果表明,RProp融合模...     

中国及周边区域ASTERGDEM与SRTMDEM高程对比分析及互补修复

本文分析了ASTER GDEM和SRTM DEM的获取方式,通过对两者在中国及周边区域高程的对比分析,得出两者高程间存在系统误差,前者高程比后者平均低4.9m。ASTER GDEM在许多区域特别是水域及高山区常存在明显粗差;SRTM DEM在特别是高山区域会出现空白区域,但其有效区域层次清晰、细节分明,无明显粗差,可靠性高。经过填补及高差约束限制修复,生成了无空白区域的SRTM DEM和可靠性更高的ASTER GDEM。     

利用ASTER GDEM提取瓯江流域水系及精度评价

采用Arc Hydro Tools软件以及GIS空间分析功能,以浙江省瓯江流域为例,基于ASTER GDEM开展水系自动提取研究,并分河流等级、分地貌、多指标地评价水系精度,探索1∶25万水系自动更新的可行性.     

Vertical accuracy assessment of freely available digital elevation models over low-lying coastal plains

The frequency of coastal flood damages is expected to increase significantly during the twenty-first century as sea level rises in the coastal floodplain. Coastal digital elevation model (DEM) data describing coastal topography are essential for assessing future flood-related damages and understanding the impacts of sea-level rise. The Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) and Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM) are currently the most accurate and freely available DEM data. However, an accuracy assessment specifically targeted at DEMs over low elevation coastal plains is lacking. The present study focuses on these areas to assess the vertical accuracy of SRTM and ASTER GDEM using Ice, Cloud, and land Elevation Satellite, Geoscience Laser Altimeter System (ICESat/GLAS) and Real Time Kinematic (RTK) Global Positioning System (GPS) field survey data. The findings show that DEM accuracy is much better than the mission specifications over coastal plains. In addition, optical remote sensing image analysis further reveals the relationship between DEM vertical accuracy and land cover in these areas. This study provides a systematic approach to assess the accuracy of DEMs in coastal zones, and the results highlight the limitations and potential of these DEMs in coastal applications.     

基于ICESat-2 ATLAS数据的DEM高程精度评价

为探究ASTER GDEMV3、SRTM1 DEM和AW3D30 DEM 3种开源DEM数据的高程精度,本文以高精度ICESat-2 ATLAS测高数据为参考数据,利用GIS统计分析、误差相关分析及数理统计对DEM的高程精度进行对比评价。结果表明：①AW3D30的质量最稳定;SRTM1 DEM在平原精度最高;在高原山地精度由高到低依次为AW3D30 DEM、ASTER GDEMV3、SRTM1 DEM。②DEM数据高程精度受地表覆盖影响较大,且与地形因素密切相关,在相同地表覆盖的两个研究区中DEM数据高程精度表现情况不一致,SRTM在平原地表覆盖下精度表现最好,平均误差为3.15 m,AW3D30 DEM在山地地表覆盖下精度表现最好,平均误差为7.61 m。③坡度对DEM数据的高程精度影响较大,在两个研究区3种DEM数据的高程误差均随坡度的增加而增加;坡向对DEM数据的高程精度影响较小,未发现明显的规律。     

Mapping from ASTER stereo image data: DEM validation and accuracy assessment

The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) on-board the National Aeronautics and Space Administration's (NASA's) Terra spacecraft provides along-track digital stereo image data at 15-m resolution. As part of ASTER digital elevation model (DEM) accuracy evaluation efforts by the US/Japan ASTER Science Team, stereo image data for four study sites around the world have been employed to validate prelaunch estimates of heighting accuracy. Automated stereocorrelation procedures were implemented using the Desktop Mapping System (DMS) software on a personal computer to derive DEMs with 30- to 150-m postings. Results indicate that a root-mean-square error (RMSE) in elevation between ±7 and ±15 m can be achieved with ASTER stereo image data of good quality. An evaluation of an ASTER DEM data product produced at the US Geological Survey (USGS) EROS Data Center (EDC) yielded an RMSE of ±8.6 m. Overall, the ability to extract elevations from ASTER stereopairs using stereocorrelation techniques meets expectations.