从GTOPO30到SRTM DEM精度研究——以西藏为例

地形数据对于我们了解全球气候变化、土地构成、大气变化,开展区域水土流失研究非常重要。最近,NASA发布了覆盖全球80%陆地面积的90m分辨率的SRTM DEM数据。在SRTM DEM之前,可以免费获得的精度最高的全球DEM数据是GTOPO30(1km)。由于SRTMDEM数据发布不久,对其实际精度缺乏客观了解,因此有必要对其精度开展研究。以广泛应用的GTOPO30为比较对象,对2种DEM的标称精度、生产方法作了介绍,并以西藏地区为例,利用图形和统计方法,分析、比较了2种DEM数据在1 km分辨率下的精度。总的来说,SRTM DEM精度高于GTOPO30,研究对于SRTM DEM在其它地区的应用具有重要参考价值。

对SRTM3和GTOPO30地形数据质量的评估

高分辨率的地形数据在基础地理信息系统、地球重力场建模和大地水准面求定等工程中至关重要。SRTM有3″×3″(SRTM3)和1″×1″(SRTM1)两种分辨率。就全球而言,SRTM3的原始数据已于2004年解密。SRTM3的高程基准是EGM96的大地水准面,平面基准是WGS84;标称绝对高程精度是±16m,绝对平面精度是±20m。SRTM3的数据只覆盖60°N至54°S带状区域内的DSM。对覆盖全球的GTOPO30的DTM也作了概要介绍。

复杂地形地区WRF模式四种边界层参数化方案的评估

为更加精确地模拟复杂地形地区大气边界层中气象要素,将NASA发布的SRTM3(约90m分辨率)地形高度数据引入中尺度气象模式WRF(weather research and forecasting)中,结合四种边界层参数化方案(YSU、ACM2、MYN2.5level TKE(简称MYN)、Bougeault and Lacarrere TKE(简称BL))及模式自带地形数据GTOPO30(约1km分辨率),模拟了2008年4月24—25日安徽黄山及周边地区大气边界层气象要素场变化特征,并对模式输出的2m气温、2m露点温度、10m风速、湿度廓线与模拟区域内19个气象站及2个探空站数据进行比较。结果表明,无论采用哪种地形数据,四种边界层参数化方案中,YSU方案模拟的2m气温误差最小,ACM2方案模拟的2m露点温度和10m风速误差最小;采用SRTM3数据后,四种边界层参数化方案模拟的2m气温平均均方根误差(root mean squared error,RMSE)分别降低了3.79%(YSU方案)、2.48%(ACM2方案)、3.8%(MYN方案)、0.87%(BL方案);对2m露点温度模拟,除MYN方案模拟平均RMSE降低了0.59%外,其他三种方案模拟误差分别增加了1.39%(YSU方案)、0.49%(BL方案)、0.89%(ACM2方案);而对10m风速的模拟结果,除ACM2方案模拟平均RMSE降低了2.28%外,其他三种方案模拟误差分别增加了0.22%(YSU方案)、2.32%(MYN方案)、2.45%(BL方案);对2个探空站点湿度廓线的模拟显示,各边界层方案均能模拟出水汽的垂直变化趋势,但模拟效果总体表现为偏湿,采用SRTM3地形数据之后,ACM2方案模拟部分时刻的低层水汽廓线有所改善。

基于面向对象思想的中国地貌形态类型划分

以GTOPO30数据为基础,采用面向对象的分类方法,进行我国地貌形态的自动划分。提取了地形起伏度、地表粗糙度、高程变异系数、坡度变化率、光照晕渲图及平均高程6个地形因子组合成特征影像,并结合《中国及毗邻地区1∶400万地貌图》进行分类。研究结果表明:面向对象思想的遥感分类法可克服传统的基于像元的遥感分类难以利用空间位置信息的缺陷,分类过程更符合人的思维习惯,所分地貌类型更为完整,对提高地貌分类的精度和自动化水平具有重要的意义。