低山丘陵区多源数字高程模型误差分析

作为多学科交叉与渗透产物的数字高程模型(DEM)已在诸多学科和领域及实际应用中发挥了重要作用,但目前能够免费获取的高分辨全球DEM在不同区域仍存在很大的不确定性,应用之前进行质量评估至关重要。以烟台市为实验区,以大比例尺地形图(1∶10 000)生成的DEM为参照,结合坡度、坡向和土地覆被类型等地学因子,定量分析了目前广泛应用的两个版本ASTER GDEM(先进星载热辐射和反射辐射计全球数字高程模型)ASTETR 1和ASTER 2及不同空间分辨率SRTM DEM(航天飞机雷达地形测绘任务)(SRTM 1:～30m和SRTM 3:～90m)在低山丘陵区高程、坡度及坡向误差。结果表明:在研究区域内,ASTER 1、ASTER 2、SRTM 3、SRTM 1总体高程均方根误差分别为8.7m、6.3m、3.7m和2.9m。ASTER与SRTM的高程精度不同程度地受坡度、坡向以及土地覆被类型等地学因子的影响,DEM误差随坡度增加而增大,其中SRTM 3精度对该因子最敏感。尽管坡向对DEM精度影响不明显(4种DEM在不同坡向上的均方根误差波动范围均不超过2m),但是不同土地覆被类型下这4种DEM精度差异显著。此外,分析4种DEM提取的坡度可知,SRTM 1的均方根坡度误差最低(2.5°)、ASTER 1与ASTER 2的坡度的均方根误差大致相同(3.6°、3.9°)、SRTM 3的坡度均方根误差最高(4.3°)。坡向的精度SRTM 1最高,ASTER 1与ASTER 2次之,SRTM 3最低。研究结果对我国低山丘陵区ASTER GDEM与SRTM DEM的应用与精度评估具有一定的借鉴作用。     

利用ERS-1／2串接雷达干涉建立高山地区数字高程模型的实验研究

以昆仑山局部地区为例,利用ERS-1／2串接雷达干涉有效建立了高山地区数字高程模型,并以美国宇航局SRTM高程数据为标准,选取高相干系数点,采用多项式拟合法对实验生成的数字高程模型进行校正,得到实验区较高精度的数字高程模型。最后以SRTM高程数据和美国地质调查局GTOP030高程数据作为基准,对实验生成的数字高程模型的精度进行统计分析和评价,并分析了影响ERS-1／2干涉测量精度的主要因素。实验结果表明：采用ERS串接雷达干涉和基于多控制点的多项式拟合校正,可有效建立高山地区高精度的数字高程模型;在我国西部地区,建议采用ERS-1／2串接雷达干涉建立或更新数字高程模型。     

利用ERS-1/2串接雷达干涉建立高山地区数字高程模型的实验研究

以昆仑山局部地区为例,利用ERS-1/2串接雷达干涉有效建立了高山地区数字高程模型,并以美国宇航局SRTM高程数据为标准,选取高相干系数点,采用多项式拟合法对实验生成的数字高程模型进行校正,得到实验区较高精度的数字高程模型。最后以SRTM高程数据和美国地质调查局GTOPO30高程数据作为基准,对实验生成的数字高程模型的精度进行统计分析和评价,并分析了影响ERS-1/2干涉测量精度的主要因素。实验结果表明：采用ERS串接雷达干涉和基于多控制点的多项式拟合校正,可有效建立高山地区高精度的数字高程模型;在我国西部地区,建议采用ERS-1/2串接雷达干涉建立或更新数字高程模型。     

低山丘陵区多源数字高程模型误差分析北大核心CSCD

作为多学科交叉与渗透产物的数字高程模型(DEM)已在诸多学科和领域及实际应用中发挥了重要作用,但目前能够免费获取的高分辨全球DEM在不同区域仍存在很大的不确定性,应用之前进行质量评估至关重要。以烟台市为实验区,以大比例尺地形图(1∶10 000)生成的DEM为参照,结合坡度、坡向和土地覆被类型等地学因子,定量分析了目前广泛应用的两个版本ASTER GDEM(先进星载热辐射和反射辐射计全球数字高程模型)ASTETR 1和ASTER 2及不同空间分辨率SRTM DEM(航天飞机雷达地形测绘任务)(SRTM 1:～30m和SRTM 3:～90m)在低山丘陵区高程、坡度及坡向误差。结果表明:在研究区域内,ASTER 1、ASTER 2、SRTM 3、SRTM 1总体高程均方根误差分别为8.7m、6.3m、3.7m和2.9m。ASTER与SRTM的高程精度不同程度地受坡度、坡向以及土地覆被类型等地学因子的影响,DEM误差随坡度增加而增大,其中SRTM 3精度对该因子最敏感。尽管坡向对DEM精度影响不明显(4种DEM在不同坡向上的均方根误差波动范围均不超过2m),但是不同土地覆被类型下这4种DEM精度差异显著。此外,分析4种DEM提取的坡度可知,SRTM 1的均方根坡度误差最低(2.5°)、ASTER 1与ASTER 2的坡度的均方根误差大致相同(3.6°、3.9°)、SRTM 3的坡度均方根误差最高(4.3°)。坡向的精度SRTM 1最高,ASTER 1与ASTER 2次之,SRTM 3最低。研究结果对我国低山丘陵区ASTER GDEM与SRTM DEM的应用与精度评估具有一定的借鉴作用。     

基于WorldView-2制备大野口流域高分辨率DEM及精度分析

在全野外GPS地面控制点基础上,对WorldView-2影像自带RPC文件进行校正,利用数字摄影测量软件系统在立体模型上通过影像自动匹配技术快速提取黑河流域上游大野口子流域1∶5 000比例尺数字高程模型(DEM)。由于区域地形复杂、交通不便,研究区南部无地面控制点覆盖。基于立体模型交互式操作,匹配60个均匀分布高精度影像连接点,提高了DEM自动提取精度。并在对阴坡森林覆盖区、大野口水库等重点区域进行DEM编辑基础上,辅助地形特征点和线数据提高了成果精度。由15个外业控制点、12个模型保密点组成的检查点进行定量DEM验证,结果表明:两组高程中误差最大为1.9 m,达到该比例尺山地一级精度2.5 m的要求。
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基于SRTMDEM的流域特征信息提取——以鄱阳湖流域为例

基于DEM数据提取水文特征因其快速高效,得到了广泛的重视和应用,然而由于传统测绘DEM数据高程获取的问题,提取的水文特征结果的精度不甚理想.本研究选用遥感手段获取的、经过SWBD水系数据预处理的SRTM DEM数据,利用D8水系提取算法实现了鄱阳湖流域的边界提取和亚流域划分.提取结果表明,应用遥感源地形数据提取流域水文特征具有较高的精度和效率,显示了遥感面源数据在更新水文研究基础数据中的优势.     

基于机载LiDAR的高寒山区遥感高程数据精度评估

遥感高程数据是获取缺资料地区DEM（Digital elevation models）数据的重要手段。然而,由于高寒山区实地高程测量稀少,难以对多源遥感DEM数据进行统一验证。ICESat-2等新的遥感高程数据在高寒山区也缺乏相应的精度评估。针对此问题,以青藏高原东北缘的冰沟流域作为研究区,采用机载航空遥感获取的大范围LiDAR（Light Detection And Ranging）DEM数据对新产品ICESat-2 ATL06（Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2, Land Ice Height）、ALOS DEM（12.5 m分辨率）以及新版本SRTM V3（SRTM Arc-Second Global 1 V003）、ASTER GDEM V3（ASTER Global DEM）进行验证,并分析地形因子与均方根误差RMSE的关系。研究结果表明：ICESat-2 ATL06数据在高寒山区的RMSE为0.747 m。由于其较高的精度,可用于验证缺资料地区的其他遥感高程数据。其他遥感高程数据的精度都相对较低,ALOS 12.5 m数据的RMSE为5.284 m;ASTER GDEM V3版本的RMSE为9.903 m。实验所采用的4种遥感高程数据与机载LiDAR DEM均具有较高的相关性,相关系数在0.998与1.000之间。实验还揭示了坡度是影响遥感DEM精度的主要因素。除ICESat-2 ATL06外,其他高程数据的RMSE均随坡度的增大先减小再增大,且都存在一个最佳坡度值。鉴于地形复杂多样的冰沟流域具有青藏高原高寒山区的典型特征,多源遥感DEM数据在该区域的验证结论具有较好的代表性,可为相似地区DEM数据的使用和评估提供重要的知识补充。     

ASTER-GDEM与SRTM3数据质量精度对比分析

ASTER-GDEM是最新的全球数字高程模型,具有较高的分辨率;SRTM3是目前研究人员广泛应用的地形数据。结合实测数据、矢量化地形图,从高程精度、位置精度和坡度因子3方面对比分析两种数据精度。结果表明:ASTER-GDEM数据高程精度低于SRTM3数据,而水平位置精度较高,二者各级坡度百分率近似,与国家1∶5万数字地形图生成的DEM差异较大。     

卫星遥感影像RPC参数求解算法研究

针对国内外在求解RPC模型参数算法上需要初值、迭代处理,且求解过程相当复杂的缺憾,提出了基于全球DEM的RPC模型参数求解算法,利用SPOT-5、CBERS-2以及ERS卫星影像进行实验,获得对卫星遥感影像几何处理有意义的结论,并对卫星影像在利用严格成像几何模型求解RPC模型参数时做了控制点格网大小及高程分层数对求解精度的影响实验,得出对卫星遥感影像,采用控制点的格网大小为20×20、高程分层为3可以达到精度和效率的平衡。     

不同算法下生成的数字高程模型对比分析研究

目前数字高程模型的生成在大多数商用地理信息系统软件或遥感图像处理软件中都能实现,但提供的算法有所不同.结合目前常用专业软件提供的不同算法,对同一数据源的高程数据分别生成数字高程模型(DEM),进行对比分析后发现:使用现有专业软件生成的DEM均存在着差异,这些差异主要来源于不同软件采用的算法差别,并且DEM的差异具有空间分布的规律性和负高差多于正高差的特点.由此得出以下结论,TIN算法具有生成的DEM精度高等优点,LRS和Non-LRS算法具有生成的DEM结构简单等优点.若要进行三维显示、土方量计算等,则选择TIN算法生成;若要检查高程数据错误,则选择LRS或Non-LRS算法生成.     

利用星载InSAR技术提取镇江地区DEM及其精度分析

InSAR技术是目前获取高精度数字高程模型（DEM）的一种新方法。为了分析InSAR技术提取DEM的精度,首先介绍了美国航天飞机雷达SRTM DEM的精度和数据结构,然后以江苏镇江地区作为试验区,采用ERS1/2卫星影像来提取DEM,并对星载SAR提取的DEM与SRTM 3弧秒分辨率DEM的精度作了比较。 结果表明,利用星载SAR提取的DEM分辨率与SRTM 3弧秒分辨率的DEM相当,能很好地显示出地形起伏（如山脉、沟谷）的纹理特征。进一步的研究还表明,利用InSAR技术提取DEM的精度与SRTM 3 DEM之间存在5米左右的系统误差,并对产生这一系统误差的原因作了详细分析。     

多基线InSAR技术的震区DEM提取及精度分析

针对汶川特大地震发生后的震区地形严重破坏，原有的地形图及DEM数据不再具有时效性，不能准确地描述地质特征，亟待更新重建。收集了2007年8月至2010年7月的20景Envisat ASAR影像数据，采用多基线InSAR技术对研究区域DEM进行提取，并对生成的ASAR DEM与ASTER GDEM和SRTM DEM进行了比较分析。实验结果表明，由于时效性原因，ASTER GDEM和SRTM DEM不能较好反映震后地面高程变化情况；所提取的ASAR DEM能有效弥补震后灾区DEM不足，在一些植被较少和地质稳定区域，ASAR DEM有着较高的精度，多基线InSAR技术提取方法为震后形变区域DEM提取提供了一个很好的途径。     

多源外部DEM对两轨DINSAR测量结果影响分析

在总结两轨差分中参考DEM影响的最新研究成果基础上,以青藏高原上典型平地和山地作为研究区,利用理论上没有形变的ERS Tandem像对以及3种常用外部参考DEM（SRTM,ASTER GDEM,1∶5万DEM）,使用ROI_PAC软件进行两轨差分干涉试验。实例证明：SRTM更适合作为两轨差分中的外部参考DEM,并对此试验结果予以解释分析,即多源DEM数据质量的差异导致干涉图与DEM配准精度的不同,并最终反映在差分干涉相位误差中。本文研究结论对提高DInSAR处理精度有参考价值。     

多源外部DEM对两轨DINSAR测量结果影响分析

在总结两轨差分中参考DEM影响的最新研究成果基础上,以青藏高原上典型平地和山地作为研究区,利用理论上没有形变的ERS Tandem像对以及3种常用外部参考DEM(SRTM,ASTER GDEM,1:5万DEM),使用ROI_PAC软件进行两轨差分干涉试验.实例证明:SRTM更适合作为两轨差分中的外部参考DEM,并对此试验结果予以解释分析,即多源DEM数据质量的差异导致干涉图与DEM配准精度的不同,并最终反映在差分干涉相位误差中.本文研究结论对提高DInSAR处理精度有参考价值.     

Radarsat-2 SAR影像两种定位模型精度的对比分析

星载SAR无控制点定位可利用距离-多普勒(R-D)模型和有理多项式(RPC)模型两种方法实现。为考察二者在不同高程条件下的适用性,本文利用Radarsat-2数据,基于绝对定位误差小于1m的GPS控制点,对R-D模型和RPC模型定位精度进行了对比分析。结果表明:在无高程数据仅利用头文件元数据的情况下,R-D模型和RPC模型定位精度都较差;当代入高程数据后,R-D模型表现出因高程变化引起的更好定位精度一致性。     

基于DEM的水利三维可视化系统的研究

分析了DEM（数字高程模型）技术、格网模型算法和分层设计思想,研究了水利可视化系统创作过程中数据整理、格网划分及三维要素的叠加的方法,采用分层设计的思想解决了不同比例尺下显示详细程度不同问题,从而为水利工程管理提供更形象、直观的信息     

InSAR技术获取高山峡谷区DEM精度研究

通过对金沙江河段高山峡谷区L波段的Alos-Palasar和C波段的Radarsat-2雷达单视复数数据的干涉处理,获取此区域的数字高程模型(DEM)。利用SRTM 90m分辨率的DEM为参考数据,通过对比分析发现InSAR技术生成的DEM精度与相干系数、地形和波长有密切的关系。同时也验证了在相干性好,地形起伏不太剧烈的地区,用InSAR技术生成DEM是可行的。     

雷达地形测绘DEM空洞插补方法研究

免费公开的SRTM DEM数据用图广泛,但存在大量的空洞。针对SRTM DEM空白处填补现状,利用MATLAB编程特性,编写线性插值、三次插值、最邻近插值的MATLAB代码,选择湖南西部丘陵山地进行空白填补实验。通过对比分析其最大值、最小值、标准差、中误差,得出三次插值法填补的效果最佳,生产的等高线最光滑。该方法与结论能为类似地区DEM插补方法选择提供参考。     

基于ASTER遥感立体像对的DEM提取

卫星遥感立体像对提取DEM是地貌信息获取的一个重要里程碑,ASTER卫星传感器是可以拍摄立体像对传感器中的代表,具有数据质量稳定、覆盖广泛、价格低廉的特点。本文通过实例研究了ASTER立体像对在高山峡谷地区提取DEM的精度。首先简述ASTER的立体像对提取DEM的国内外发展现状,然后针对一处高程变化显著地区在1:10万比例尺地形图采集地面控制点(GCP),用1:5万精度的DEM作检验,获得GCP范围内高程误差为±20.4m,GCP范围外高程误差为±48.2m,平均误差是±34.3m。这证明可以在小区域内选取GCP控制点,由ASTER立体像大范围外推生成大范围DEM,而且采用常规的技术手段和普通的商业软件就可实现。该方法提取DEM对于我国地形资料缺乏的西部地区有很强的实用性。     

利用共线方程的ALOS DEM制作误差分析

卫星遥感是获取DEM数据的重要手段,定量化和降低DEM数据误差是应用DEM数据的前提。在共线方程理论的基础上,模拟分析了DEM数据精度与内外方位元素之间的定量关系,以覆盖鄱阳湖地区的ALOS PRISM立体像对为研究数据,根据SRTM数据计算DEM误差,并求解影像内外方位元素误差。研究表明:影像角度误差是影响DEM误差的主要因素。消除角度元素误差后,DEM数据误差的均值由4.4m降为0.2m,标准差由7.7m降为2.7m。