利用ASTER卫星立体像对提取喀斯特数字地形模型——以广西大化高峰丛深洼地喀斯特地貌为例(英文)

ASTER卫星立体像对已经被成功地用于提取全球数字地形模型(DEM),其有效性已经在不同类型的非喀斯特地貌区域得到验证。和一般地貌相比,喀斯特地形,特别是中国南方喀斯特,具有自己独特的形态特征。能否从ASTER影像中精确地提取喀斯特地貌DEM目前尚未见到有任何报道。本文利用ASTER影像成功地提取了广西大化地区高峰丛深洼地的喀斯特地貌DEM,并且将提取结果与同一地区1∶5万地形图控制点的高程和4个剖面的高程变化进行了对比。研究区内绝大部分区域是喀斯特地貌,但在其西北部有一舌状砂岩地貌分布,从而提供了一个很好的喀斯特和非喀斯特地貌DEM精度对比的机会。本文的研究结果表明,从ASTER影像提取出来的砂岩地貌的DEM均方根误差要小于喀斯特地区,表明从ASTER影像中能更有效地提取非喀斯特地貌的DEM。相比之下,提取得到的喀斯特DEM精确度则稍差。究其原因主要是因为研究区内独特的高峰丛深洼地地形形态。由于峰丛地形的阴影在构成立体像对的两幅影像(nadir-looking和aft-loo-king)上的大小和形态差异很大,导致了DEM生产过程中两幅影像不能精确配准,从而产生比较大的误差。相比之下,砂岩地区地貌相对比较平坦,地形阴影大小和形态在两幅影像上差别不大,故而能得到精度比较高的数字地形模型。本文研究结果同时还表明适当增加地面控制点能在一定程度上改善提取出来的喀斯特地貌DEM的精度。尽管提取的数字地形模型精度稍低,其均方根误差仍然远远小于该地区峰丛和洼地个体体量。因此本研究认为从ASTER立体像对提取的数字地形模型可广泛用于喀斯特地貌形态特征研究。