地球信息科学学报 ›› 2020, Vol. 22 ›› Issue (12): 2277-2288.doi: 10.12082/dqxxkx.2020.190739
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收稿日期:
2019-12-02
修回日期:
2020-02-12
出版日期:
2020-12-25
发布日期:
2021-02-25
通讯作者:
汪驰升
E-mail:2018226032@chd.edu.cn;wangchisheng@szu.edu.cn
作者简介:
李文梁(1995— ),男,山西应县人,硕士生,主要从事合成孔径雷达干涉测量(InSAR)获取高精度DEM的研究。 E-mail: 基金资助:
LI Wenliang1,2(), WANG Chisheng1,3,*(
), ZHU Wu2
Received:
2019-12-02
Revised:
2020-02-12
Online:
2020-12-25
Published:
2021-02-25
Contact:
WANG Chisheng
E-mail:2018226032@chd.edu.cn;wangchisheng@szu.edu.cn
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摘要:
TanDEM-X 90 m 数字高程模型(DEM)在其原始雷达影像的采集与DEM产品生产过程中,坡度、坡向和地表覆盖物等 因素都会对误差产生一定的影响。为了便于该数据更好地为各领域的研究提供服务,本文以整个中国大陆为研究区域,运用ICESat/GLA14数据对该区域的TanDEM-X 90 m DEM对应位置的高程数据进行提取统计,对比分析了我国陆地区域 TanDEM-X DEM数据与GLA14高程点数据的整体误差精度,并提取坡度、坡向地形因子,研究TanDEM-X 90 m DEM误差在不同坡度、不同坡向以及不同地表覆盖物影响下的分布规律。结果表明:① TanDEM-X 90 m DEM在中国区域整体的绝对误差均值为3.89 m,中误差为9.03 m,标准差为8.85 m; ② 受地形因子的影响,在坡度<3°时,绝对误差均值仅为1.29 m,标准差为2.84 m; 在坡度>25°时,绝对误差均值20 m以上,标准差也达到30 m左右,即误差随着坡度的上升逐渐增大;③ 坡向对误差也有一定影响,在南北方向的绝对误差均值明显比东西方向小;④ 受地表覆盖物影响较大,在荒地误差最小,绝对误差均值仅为 1.85 m,但在冰川积雪区绝对误差均值达到12.68 m。通过与无人机获取的等高线及剖面图对比分析发现,TanDEM-X 90 m DEM能较好地反映真实地形情况。最后,根据不同影响因素的权值,绘制全国范围的TanDEM-X 90 m DEM误差绝对值分布图,且验证了可靠性。
李文梁, 汪驰升, 朱武. 中国大陆地区TanDEM-X 90 m DEM误差空间分布特征[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2277-2288.DOI:10.12082/dqxxkx.2020.190739
LI Wenliang, WANG Chisheng, ZHU Wu. Error Spatial Distribution Characteristics of TanDEM-X 90 m DEM over China[J]. Journal of Geo-information Science, 2020, 22(12): 2277-2288.DOI:10.12082/dqxxkx.2020.190739
表4
中国大陆区域内不同坡度下的TanDEM -X DEM误差统计"
坡度/° | 统计点数/个 | 标准差 /m | 中误差 /m | 绝对误差值 /m | 平均误差 /m |
---|---|---|---|---|---|
0~3 | 139 053 | 2.85 | 2.91 | 1.30 | 0.59 |
3~5 | 20 671 | 6.04 | 6.30 | 3.94 | 1.80 |
5~15 | 33 599 | 11.50 | 12.20 | 7.98 | 4.06 |
15~25 | 10 927 | 19.63 | 20.55 | 14.65 | 6.07 |
25~30 | 2276 | 27.80 | 29.19 | 21.66 | 8.93 |
30~45 | 2308 | 33.68 | 34.99 | 27.39 | 9.52 |
45~90 | 350 | 42.64 | 44.53 | 33.50 | 13.01 |
表5
中国大陆区域内不同坡向影响下的DEM误差统计"
坡向 | 统计点数/个 | 标准差/m | 中误差 /m | 绝对误差均值/m | 平均误差 /m |
---|---|---|---|---|---|
北 | 39 679 | 8.33 | 8.82 | 3.68 | 2.90 |
东北 | 25 124 | 9.75 | 10.50 | 4.65 | 3.91 |
东 | 19 716 | 9.67 | 10.25 | 4.56 | 3.39 |
东南 | 23 009 | 8.74 | 8.93 | 3.86 | 1.84 |
南 | 34 173 | 7.40 | 7.40 | 3.13 | 0.13 |
西南 | 22 990 | 8.54 | 8.55 | 3.88 | -0.39 |
西 | 19 194 | 9.51 | 9.53 | 4.22 | 0.52 |
西北 | 25 301 | 8.76 | 8.91 | 3.76 | 1.61 |
表6
中国大陆区域内地物覆盖类型与DEM误差统计"
土地分类 | 统计点数 /个 | 标准差 /m | 中误差 /m | 绝对误差均值/m | 平均误差 /m |
---|---|---|---|---|---|
农田 | 44 078 | 4.78 | 4.95 | 2.24 | 1.27 |
森林 | 28 602 | 15.70 | 17.87 | 11.62 | 8.53 |
草地 | 38 956 | 8.84 | 8.88 | 3.99 | 0.86 |
灌木丛 | 672 | 14.12 | 14.69 | 8.32 | 4.09 |
湿地 | 315 | 10.82 | 11.11 | 4.86 | 2.60 |
水体 | 4576 | 13.53 | 13.61 | 6.49 | 1.46 |
苔原 | 14 | 5.48 | 5.29 | 4.06 | 0.24 |
人造地表 | 6110 | 5.79 | 6.10 | 3.27 | 1.92 |
荒地 | 84 628 | 4.95 | 4.95 | 1.86 | 0.14 |
冰川积雪 | 907 | 21.84 | 21.84 | 12.68 | 0.84 |
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