中国地区SRTM DEM数据的空洞填补及精度评价

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:llaaxzl123
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在测绘地理信息应急保障工作中,DEM数据是不可或缺的辅助数据之一,DEM数据的质量、覆盖范围对实际生产有重要意义。在实际生产工作中,尽管国家基础地理信息中心的1:50000 DEM数据精度高、质量好,但由于数据本身涉密,实际应用中无法向外界直接公开工作成果,不利于应急保障工作的展开。SRTM DEM数据是来自于美国航空航天署(NASA)和美国国家测绘局(NIMA)共同主持实施的“航天飞机雷达地形测量”计划处理得到的DEM数据,覆盖全球80%以上陆地范围。自2015年起,30m的SRTM数据被提供开放下载,成为目前可免费获取的分辨率最高、覆盖范围最广的DEM数据,也成为目前测绘地理信息应急保障工作中应用较为广泛的DEM数据。然而,在雷达获取数据时,受到镜面反射或信号所干扰,最终生成的DEM数据有部分空洞数据,主要集中于湖泊、水系、高山峡谷等区域。这些空洞极大影响了SRTM DEM数据的使用和精度。因而研究SRTM DEM数据空洞填补并进行SRTM DEM数据精度评价研究具有重要现实意义。针对SRTM DEM数据空洞填补,本文首先对国内外空洞填补内插方法进行了对比研究,深入分析了各个内插方法的原理,比较了各种方法的优缺点,选取5个具有不同地貌特征的研究区,先对无空洞的SRTM数据采用不同的插值方法进行模拟填补实验,与真实值进行插值结果的对比分析,以高程平均误差和高程中误差作为评价依据,验证空洞填补方案的有效性,得到最优空洞填补插值方法,再应用于SRTM数据空洞进行填补。针对空洞填补后SRTM DEM数据精度评价,本文先介绍了目前主流的DEM数据精度评价方法,以及国内其他学者在不同区域内对SRTM数据精度评价研究结果作为参考。实验以国家基础地理信息中心的1:50000 DEM数据作为假定真值,以ASTER DEM作为参照数据,使用DEM精度评价方法,在5个具有不同地貌特征的研究区内量化分析SRTM DEM数据的精度质量,最终得到SRTM DEM数据的精度评价结果。研究结果表明基于移动曲面拟合插值方法对SRTM DEM数据空洞进行填补,增强了数据的完整性和实用性;SRTM DEM在中国区域内,覆盖面积广,精度较高,在同等分辨率中,数据比ASTER DEM更贴近真实地表,可以满足地理信息领域的一般使用需求。本文的研究为地学工作中的DEM数据选择提供了指导和参考。
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